Технические науки/4. Транспорт

Лукашенко А.Г., Шеховцов Б.А., Зубко І.А., Сокур О.П., Лукашенко В.М.

Черкасский государственный технологический университет

ЕФЕКТИВНИЙ МЕТОД ОРГАНІЗАЦІЇ БАЗИ ДАНИХ НА ОСНОВІ ТЕОРІЇ НЕПОВНОЇ ПОДІБНОСТІ ТА РОЗМІРНОСТЕЙ

Розробка науково-практичних основ по спрощенню та формалізації процесу створення бази даних, являє собою одну із першочергових задач при проектуванні. В умовах обмеженого часу на проектування спеціалізованих об’єктів дослідження, створення оптимальної бази даних з відповідними найкращими параметрами є задача актуальна.

Вирішити цю проблемну задачу пропонується за рахунок використання фізичного моделювання на базі теорії неповної подібності та розмірностей.

Фізичне моделювання подібностей на основі аналізу розмірностей визначальних параметрів об’єктів переміщення та використання π – теореми, дозволяє просто реалізувати складні задачі при проектуванні нової системи переміщення [2]. Фізична модель відповідає п’яти умовам подібності двох об’єктів (оригіналу та моделі) завдяки їх фізичній однорідності[2].

Перелік визначальних величин оригінала та моделі, аналіз розмірностей цих величин дозволяють знайти критерії подібності. Критеріальні співвідношення допомагають встановити якісні та кількісні зв’язки оригіналу й моделі, за допомогою яких можна отримати масштабні рівняння.

В умовах, коли аналітичний вираз функціональної залежності між усіма параметрами невідомий, тоді для формування масштабних рівнянь використовують умовні критерії подібності. Умовними критеріями подібності називаються прості безрозмірні степеневі комплекси, що формуються тільки із визначальних величин, без включення безрозмірних постійних визначального рівняння [2].

Ефективний метод організації бази даних на основі теорії неповної подібності та розмірностей включає наступну послідовність:

1) – створюється перелік існуючих сучасних фізично однорідних об’єктів,

2) – формується перелік визначальних величин, вплив яких на процес роботи об’єктів дослідження найбільш значний,

3) – визначається набір визначальних величин із п.2, синтез яких має фізичне тлумачення, що характеризує ті чи інші узагальнені властивості об’єктів дослідження,

4) – створюється математичний опис визначальних параметрів у вигляді функціональної залежності,

5) – визначаються умовні критерії подібності по результатам п.4,

6) – створюється критеріальне рівняння,

7) – будується знаково-образна модель, у вигляді залежності між основними технічними параметрами об’єктів дослідження в безрозмірних координатах,

8) – формуються групи об’єктів дослідження у яких значення безрозмірних координат незначно відрізняються один від одного.

9) – визначається оптимальна група об’єктів дослідження, у якої величини параметрів найближче відповідають вимогам ТЗ.

10) – визначаються напрямки конструкторських робіт для проектування нової або удосконалення визначеної в оптимальній групі моделі.

Підтвердження вищесказаного показано нижче, де об’єктом дослідження є автомобілі марки ВАЗ (табл. 1)

Перелік та основні технічні параметри автомобілів різних марок. зведені в таблицю 1, де визначальними величинами є: q - контрольні витрати пального; N - максимальна потужність двигуна; р - вага автомашини у спорядженому стані; V - максимальна швидкість руху; n - число оборотів валу двигуна; u - робочий об’єм паливної камери.

Математичний опис означальних параметрів, що представленні в табл. 1, має наступний вигляд:

Ф(q, N, p, V, n, u) = 0

В якості основних незалежних одиниць вибирається u, N, р.

Таблиця 1. Основні технічні характеристики автомобілів вітчизняних та ближнього зарубіжжя
№	Марка автомобиля	q, литр/км	N, л.c.	p, кг	V, км/ч	n, об/мин	u, литр
1	Ваз 21101	5,3	80	1020	170	5200	1,6
2	Ваз 21104	5,5	89	1050	180	5000	1,6
3	Ваз 21112	7,5	80	1050	165	5200	1,6
4	Ваз 21114	7,7	89	1080	185	5000	1,6
5	Ваз 21121	7,5	80	1040	165	5200	1,6
6	Ваз 21124	7,7	89	1070	185	5000	1,6
7	Ваз 2104	7,4	71	1020	145	5600	1,5
8	Ваз 2107, Pocія	9,5	71	1030	150	5600	1,5
9	Ваз 1118, «Kалина»	8,5	80,2	1080	165	5000	1,596
10	Ваз 21043, Укpаїна	7,4	71	1020	145	5600	1,452
11	Ваз 2107, Укpаїна	7,2	71	1030	150	5600	1,592
12	Ваз 2108	6,0	63,9	900	148	5600	1,3
13	Ваз 2108	5,7	63,9	915	148	5600	1,3

В цьому випадку рівняння в критеріальній формі (відповідно p- теореми) приймає вигляд

Ф₁= 0,

де фізичне тлумачення критеріїв подібності можливо розглядати наступним чином: [(un)/(qV)] – величина, пропорціональна коефіцієнту використання палива; [(N/pV) ] - величина, пропорціональна ККД машини.

Графік формування в групи об’єктів переміщення по технічним параметрам у безрозмірних координатах представлений на рис.1.

Отже, на основі теорії неповної подібності та розмірностей, при відсутності аналітичного опису залежності визначального переліку параметрів об’єктів переміщення, запропонована методологія формування в оптимальні групи об’єктів переміщення по відповідним технічним параметрам. Відмінною особливістю є простота, універсальність та наочність. Це дозволяє прискорити процес оптимізації деяких параметрів об’єктів переміщення при їх проектуванні або спростити вибір відповідної марки об’єктів переміщення на ринку збуту. Завдяки значному зменшенню кількості об’єктів в групі зменшується час на вибір моделі, на визначення резерву по необхідним параметрам та з’являється можливість застосовувати режим автомоделювання, цим скорочується час процесу проектування, збільшується якість та зменшується вартість оригіналу, що проектується. Робота для удосконалення деяких параметрів об’єкту дослідження проводиться з базою даних, що отримані тільки в цій групі.

Литература

1. Порівняльний аналіз методів для виявлення якісних параметрів об’єкту дослідження /[Лукашенко А.Г., Зубко І.А., Міценко С.А.] // Тр. 5 МНПК, «Honors High School - 2009». – София: «Бял ГРАД-БГ» ООД, 2009. – т. 7. – с. 47-50.

2. Анализ значимых параметров объекта перемещения на основе теории неполного подобия и размерностей / [Шеховцов Б.А., Лукашенко В.М., Лукашенко А.Г., Лукашенко М.Г.] // Тр. III Междунар. НПК “Умение и нововъеведения”. – София: «Бял ГРАД-БГ» ООД, 2007. – Т. 10. – С. 35-38.