EIRNUZP – Електронний інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка»
Інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка» – це електронний архів, що накопичує, систематизує, зберігає та забезпечує довготривалий відкритий доступ до електронних публікацій та електронних версій документів наукового та навчально-методичного призначення, авторами яких є співробітники, аспіранти, докторанти та студенти Національного університету «Запорізька політехніка».
Communities in DSpace
Select a community to browse its collections.
Recent Submissions
Аналіз підходів доступу до даних у мульти-клауд середовищі
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2025) Касерес, А.; Глоба, Л. С.; Caceres, A.; Globa, L.
UK: Актуальність. Мультихмарна система характеризується послідовним або одночасним використанням послуг від різних хмарних постачальників для виконання програм. Така система є бажаною інфраструктурою для переважної більшості ІТ-бізнесу сьогодні. Наразі існують різномантні підходи для об’єднання хмарних платформ кількох постачальників. У даній статті досліджувались практичні підходи для досягнення мультихмарної сумісності, зосереджуючись на абстрактному доступі до даних між різними постачальниками cloud-сховищ та multi-cloud розподілі обчислювальних ресурсів. Представлено ключові технології та методології безперебійного керування даними, такі як використання мультихмарних шлюзів зберігання даних (на прикладі S3Proxy), впровадження платформ керування даними (Apache NiFi) та використання універсальних хмарних бібліотек (Apache Libcloud). У роботі висвітлено переваги і недоліки обраних підходів і проведено експерименти по визначенню вартості і продуктивності для них. Результатом проведених досліджень є визначення вартості і продуктивності для різних підходів доступу до даних у мультихмарних середовищах.
Мета. Дослідити різні підходи мультихмарного доступу до даних і визначити найбільш оптимальний за характеристиками продуктивності і вартості.
Метод. Запропоновано оптимізацію мультихмарних інфраструктур на основі експериментальних даних. Експериментальне моделювання включає в себе емпіричні вимірювання швидкодії і порівняння витрат на зберігання. Визначення продуктивності базується на вимірюванні часу читання даних і затримки. Для оцінки вартості використовується модель ціноутворення AWS S3. Описано підходи оптимізації з урахуванням розмірів файлів і обсягом зберігання даних: об’єднання сильних сторін різних мультихмарних підходів і динамічне перемикання між рішеннями. Запропоновано алгоритм вибору мультихмарних підходів, де враховані критерії вартості і швидкодії, а також їх пріоритетності.
Результати. У ході експерименту отримано значення вартості, необхідної для зберігання і завантаження даних різних обсягів ( 100 ГБ, 1 ТБ, 10 ТБ), а також продуктивності для передавання файлів різного розміру (100 КБ, 1 МБ, 10 МБ) для технологій мультихмарних шлюзів, платформ управління даними, та хмарно-незалежних бібліотек. S3Proxy має найшвидший доступ до файлів для великих обсягів даних. Apache Libcloud показує кращу вартість на невеликих об’ємах. Проте ці обидва підходи значно переважають Apache NіFі. Дане дослідження може сприяти розвитку методів ефективного керування ресурсами у мультихмарних середовищах.
Висновки. Отримані результати дають можливість визначити пріоритетність вибору означених парадигм, щоб допомогти організаціям розробити та розгорнути ефективні мультихмарні стратегії, які дозволять їм скористатися перевагами унікальних функцій кожного хмарного провайдера, зберігаючи при цьому уніфіковане, гнучке та ефективне середовище зберігання та обчислення
EN: Context. A multi-cloud system is characterized by the sequential or simultaneous use of services from different cloud providers to run applications. Such a system is a preferred infrastructure for the vast majority of IT businesses today. Currently, there are various approaches to combining cloud platforms from multiple vendors. This article explores practical approaches to achieve multi-cloud interoperability, focusing on abstract data access between different cloud storage providers and multi-cloud computing resource allocation. Key technologies and methodologies for uninterrupted data management are presented, such as the use of multi-cloud storage gateways (using S3Proxy as an example), the implementation of data management platforms (Apache NiFi), and the use of cloud-agnostic libraries (Apache Libcloud). The paper highlights the advantages and disadvantages of the selected approaches and conducts experiments to determine the cost and performance of these strategies. The result of the research is to determine the cost and performance of different approaches to data access in multi-cloud environments.
Objective. To investigate different approaches to multi-cloud data access and determine the most optimal in terms of cost and performance.
Method. We propose the optimization of multi-cloud infrastructures based on experimental data. Experimental modeling includes empirical measurements of performance and comparison of storage costs. The determination of performance is based on the measurement of data reading time and latency. The AWS S3 pricing model is used to estimate the cost. Optimization approaches are described, considering file sizes and data storage, combining the strengths of different multi-cloud approaches and dynamic switching between solutions. An algorithm for selecting multi-cloud approaches is proposed, which takes into account the criteria of cost and performance, as well as their priority.
Results. The experiment yielded values for the cost of storing and downloading data of different sizes (100 GB, 1 TB, 10 TB), and the performance of transferring files of different sizes (100 KB, 1 MB, 10 MB) for multi-cloud gateway technologies, data management platforms, and cloud-agnostic libraries. S3Proxy was found to have the fastest file access for large data volumes, while Apache Libcloud showed better value for smaller volumes. Both approaches significantly outperformed Apache NiFi. This study can contribute to the development of methods for efficient resource management in multi-cloud environments.
Conclusions. The obtained results can assist in prioritizing the selection of these paradigms, aiding organizations in developing and deploying effective multi-cloud strategies. This approach enables them to leverage the distinctive features of each cloud provider while maintaining a unified, flexible, and efficient storage and computing environment.
Про взаємодію частинок довільної форми між собою та з робочою поверхнею
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2024) Ольшанецький, Вадим Юхимович; Кононенко, Юлія Іванівна; Кононенко, А. В.; Скребцов, Андрій Андрійович; Ol’shanetskii, V.; Kononenko, J.; Kononenko, А.; Skrebtsov, А.
Optimization of the diffusion bonding process for a multilayer joint in 14Cr17Ni2 alloy
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2025) Kulykovskyi, Ruslan; Molochkov, Denys; Kostin, Oleksandr; Martynenko, Volodymyr; Oleksiienko, Serhii; Куликовський, Руслан Анатолійович; Молочков, Денис; Костін, Олександр; Мартиненко, Володимир; Олексієнко, Сергій
EN: Purpose. To optimize diffusion bonding technology for multilayer joints of aircraft engine components made of 14Cr17Ni2 alloy, minimizing material degradation and geometric distortions.
Research methods. Analysis of conventional (T1) and intensified (T2) diffusion bonding (using an intermediate nickel layer up to 10 µm). Parameters were optimized on laboratory samples and full-scale models; joint quality was assessed by metallographic analysis.
Results. T1 technology requires high pressure (15–20 MPa) at 950–1050 °C. Optimized T2 technology (with a Ni layer) showed superior results: welding temperature 950 °C, pressure 5 MPa, holding time 50 min. The Ni layer allowed for a 3-4 fold reduction in pressure, use of a lower welding temperature, maintained high joint quality, and ensured deformation ≤4%. Metallography confirmed the absence of defects in the microstructure. The reduced welding temperature of 950 °C prevents post-weld hardening of the 14Cr17Ni2 alloy.
Scientific novelty. Optimal parameters for diffusion welding of multilayer joints of 14Cr17Ni2 alloy at low pressure using a thin Ni interlayer have been determined, ensuring defect-free, high-quality joints with significantly reduced welding pressure and temperature. The optimal interlayer thickness allows leveraging the contact strengthening effect to achieve a joint with strength comparable to the base material.
Practical value. T2 diffusion bonding technology ensures reliable manufacturing of precision multilayer components from 14Cr17Ni2 alloy with minimal thermo-mechanical impact and reduced manufacturing complexity (lower pressure equipment). This is a promising and economically viable solution for the aviation industry, for components requiring high precision and performance under extreme conditions.
UK: Мета. Оптимізувати технологію дифузійного зварювання багатошарових з’єднань деталей авіадвигунів зі сплаву 14Cr17Ni2, мінімізуючи деградацію матеріалу та геометричні спотворення.
Методи дослідження. Аналіз традиційного (Т1) та інтенсифікованого (Т2) дифузійного зварювання (із застосуванням проміжного шару нікелю до 10 мкм). Параметри оптимізовано на лабораторних зразках та повнорозмірних моделях; якість з'єднань оцінено металографічним аналізом.
Результати. Технологія Т1 вимагає високого тиску (15–20 МПа) при 950–1050 °C. Оптимізована технологія Т2 (з шаром Ni) показала кращі результати: температура зварювання 950 °C, тиск 5 МПа, час витримки 50 хв. Шар Ni дозволив знизити тиск у 3-4 рази, використати нижчу температуру зварювання, зберегти високу якість з’єднання та забезпечити деформацію ≤4%. Металографія підтвердила відсутність дефектів у мікроструктурі. Знижена температура зварювання 950°C запобігає гартуванню сплаву 14Cr17Ni2 після зварювання.
Наукова новизна. Визначено оптимальні параметри дифузійного зварювання багатошарових з’єднань зі сплаву 14Cr17Ni2 при низькому тиску із застосуванням тонкого прошарку Ni, що забезпечує отримання бездефектних, високоякісних з’єднань зі значно зниженими тиском та температурою зварювання. Оптимальна товщина прошарку дозволяє використовувати ефект контактного зміцнення для отримання з’єднання з міцністю, аналогічною до основного матеріалу.
Практична цінність. Технологія дифузійного зварювання Т2 забезпечує надійне виготовлення прецизійних багатошарових деталей зі сплаву 14Cr17Ni2 з мінімальним термомеханічним впливом та зниженою складністю виробництва (обладнання для нижчого тиску). Це перспективне та економічно вигідне рішення для авіаційної промисловості, для деталей, що потребують високої точності та працездатності в екстремальних умовах.
Дослідження впливу пропусків запалювання на нерівномірність обертання колінчастого валу бензинового двигуна
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2024) Слинько, Георгій Іванович; Рябошапка, Наталя Євгеніївна; Сухонос, Роман Федорович; Євсєєва, Наталія Олексіївна; Солдатченков, О. Г.; Slyn’ko, G.; Ryaboshapka, N.; Sukhonos, R.; Yevsyeyeva, N.; Soldatchenkov, O.
UK: Мета роботи. Підвищення ефективних показників роботи дизельного двигуна за рахунок покращення перебігу теплових процесів в камері згоряння, зокрема, зменшення часу утворення робочої суміші.
Методи дослідження. Фізико-математична модель розрахунку робочого циклу ДВЗ другого рівня у другій модифікації – як основа обчислювального експерименту, а також планування багатофакторного експерименту на основі моделей першого та другого порядків. Обчислювальні розрахунки згідно наведеної моделі проводилися за програмою Engine Calculation , в якій реалізовано модифікований метод Ейлера.
Отримані результати. Досліджено вплив форми камер згорання дизельного двигуна на його ефективні показники. Показано, що коригування форми поршня (коригування профілю його днища), має прямий вплив на процеси сумішоутворення і згоряння, що позначається на показниках роботи двигуна, таких, як економічність та потужність. Побудовано план експериментальних досліджень, на основі якого в результаті теплового розрахунку одержано залежності ефективних показників двигуна від досліджуваних параметрів.
Наукова новизна. Вперше на основі багатофакторного експерименту проаналізовано з ефектом взаємодії вплив на ефективні показники роботи дизельного двигуна таких факторів як відносна площа теплообміну поршня та показник характеру згорання. Доведено, що спiввiдношення Fп'/Fп = 1,3 із величиною показника характеру згоряння m1 = 0,4 є оптимальним для забезпечення ефективних показникiв роботи дизельного двигуна.
Практична цінність. Запропоновану модернізацію форми камери згоряння існуючого двигуна, яка дає можливість підвищити його індикаторний к.к.д при зменшенні питомої індикаторної витрати палива, можна застосувати на дизельних двигунах аналогiчного класу.
EN: Purpose. Increasing the effective performance of the diesel engine due to the improvement of the course of thermal processes in the combustion chamber, in particular, reducing the time of formation of the working mixture.
Research methods. The physic-mathematical model for calculating the working cycle of the second level of internal combustion engine in the second modification – as the basis of a computational experiment, as well as the planning of a multifactorial experiment based on models of the first and second orders. Computational calculations according to the given model were carried out using the Engine Calculation program, which implements the modified Euler method.
Results. The influence of the shape of the combustion chambers of a diesel engine on its effective performance was studied. It is shown that manipulations with the very shape of the piston (changing its bottom) have a direct effect on the processes of mixture formation and combustion, which affects more global indicators of engine performance, such as economy and power. A plan of experimental research was built, on the basis of which, as a result of the thermal calculation, the dependences of the engine’s effective indicators on the studied parameters were obtained.
Scientific novelty. For the first time, on the basis of a multifactorial experiment, the influence of such factors as the relative heat exchange area of the piston and the indicator of the nature of combustion on the effective performance indicators of a diesel engine was analyzed with the interaction effect. It has been proven that the ratio Fp'/Fp = 1.3 with the value of the combustion characteristic index m1 = 0.4 is optimal for ensuring effective performance of a diesel engine.
Practical value. The proposed modernization of the shape of the combustion chamber of the existing engine, which makes it possible to increase its indicator efficiency while reducing the specific indicator fuel consumption, can be applied to diesel engines of a similar class.
Segmentation of low-contrast images in the basis of eigen subspaces of Type-2 fuzzy membership functions
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2025) Akhmetshina, L. G.; Yegorov, А. А.; Fomin, А. А.; Ахметшина, Л. Г.; Єгоров, А. О.; Фомін, А. А.
EN: Context. The study addresses the current task of automating a sensitive image segmentation algorithm based on the Type-2 fuzzy clustering method. The research object is low-contrast greyscale images which are outcomes of standard research methods across various fields of human activity.
Objective. The aim of the work is to create a new set of informative features based on the input data, perform sensitive fuzzy segmentation using a clustering method that employs Type-2 fuzziness, and implement automatic defuzzification in eigen subspace of membership functions.
Method. A method for segmenting low-contrast images is proposed. It consists of the following steps: expanding the feature space of the input data, applying singular value decomposition (SVD) to the extended dataset with subsequent automatic selection of the most significant components, which serve as input for fuzzy clustering using Type-2 fuzzy sets. Clustering is performed using the T2FCM method, which allows the automatic selection of the number of fuzzy clusters based on an initially larger guaranteed number, followed by the merging of close clusters (proximity was defined in the study using a weighted Euclidean distance). After fuzzy clustering, the proposed method integrates its results (fuzzy membership functions) with the input data for clustering, preprocessed using fuzzy transformations. The resulting matrix undergoes another fuzzy transformation, followed by SVD and the automatic selection of the most significant components. A grayscale image is formed based on the weighted sum of these selected components, to which the adaptive histogram equalization method is applied, resulting in the final segmentation output. The proposed segmentation method involves a small number of control parameters: the initial number of fuzzy clusters, the error of the T2FCM method, the maximum number of iterations, and the coefficient of applied fuzzy transformations. Adjusting these parameters to the processed images does not require significant effort.
Results. The developed algorithm has been implemented as software, and experiments have been conducted on real images of different physical nature.
Conclusions. The experiments confirmed the efficiency of the proposed algorithm and recommend its practical application for visual analysis of low-contrast grayscale images. Future research prospects may include analyzing the informative potential of the algorithm when using other types of transformations of fuzzy membership functions and modifying the proposed algorithm for segmenting images of various types.
UK: Актуальність. Розглянуто актуальне завдання автоматизації чутливого алгоритму сегментації зображень на основі методу нечіткої кластеризації типу-2. Об’єктом дослідження є слабкоконтрастні напівтонові зображення, які є результатом стандартних методів дослідження в різних галузях діяльності людини.
Мета роботи – створення нового набору інформативних ознак на основі вихідних даних, виконання чутливої нечіткої сегментації на основі метода кластеризації з використанням нечіткості 2-го порядку, реалізація автоматичної дефаззифікації у власному підпросторі функцій приналежності.
Метод. Запропоновано метод сегментації слабкоконтрастних зображень, який складається з наступних кроків: розширення простору ознак вхідних даних, застосування сингулярного розкладу до розширеного набору даних з наступним автоматичним відбором найбільш значущих компонентів, що є вхідними даними для нечіткої кластеризації з використанням нечітких множин типу-2. Ця кластеризація відбувається за допомогою методу T2FCM, який дозволяє автоматично підбирати кількість нечітких кластерів на основі початкового задання гарантовано більшої кількості з наступним злиттям близьких кластерів (в роботі близькість визначалась на основі зваженої Евклідової відстані). Після виконання нечіткої кластеризації в запропонованому методі здійснюється об’єднання її результатів (нечіткої функції належності) з вхідними для нечіткої кластеризації даними, які попередньо оброблюються нечітким перетворенням. Результуюча матриця знов підлягає нечіткому перетворенню, після чого до отриманих результатів застосовується сингулярний розклад з наступним автоматичним відбором найбільш значущих компонентів. На основі зваженої суми цих відібраних компонентів формується напівтонове зображення, до якого застосовується метод адаптивної еквалізації гістограми, в результаті чого і отримується кінцевий результат сегментації. Запропонований метод сегментації має невелику кількість керуючих параметрів: початкову кількість нечітких кластерів, помилку методу T2FCM та максимальну кількість ітерацій, а також коефіцієнт використаних нечітких перетворень, причому їх налаштування на зображення, що оброблюються, не вимагають значних зусиль.
Результати. Розроблений алгоритм реалізовано програмно, проведено експерименти на реальних зображеннях різної фізичної природи.
Висновки. Проведені експерименти підтвердили працездатність запропонованого алгоритму та дозволяють рекомендувати його для використання на практиці при вирішенні задач візуального аналізу слабкоконтрастних напівтонових зображень. Перспективи подальших досліджень можуть полягати в аналізі інформативних можливостей алгоритму при використанні інших типів перетворень нечітких функцій належності та в модифікації запропонованого алгоритму для сегментації зображень різного типу.