К юбилею Белорусского национального технического университета

Электромагнитное излучение терагерцового диапазона (ТГц) находит применение в различных областях науки и технологии (медицинская диагностика, безопасность и контроль, сенсорные технологии, коммуникационные технологии, научные исследования и т.д.). Компьютерное моделирование в разработке и исследовании ТГц-приемников значительно сокращает затраты и время вывода продукта на рынок, заменяя дорогостоящие эксперименты. Современные программные комплексы, такие как HFSS, позволяют точно моделировать сложные трехмерные конфигурации и анализировать электродинамические характеристики компонентов. В рамках исследования параметров ТГц-приемника в диапазоне 0.4–1.4 ТГц использовалось моделирование в HFSS, где точность результатов зависит от корректности модели, включая детализацию геометрии, свойства материалов и параметры симуляции. В данной работе предложена трехмерная модель оригинального селективного компактного приемника электромагнитного излучения терагерцового диапазона длин волн (с эффективностью преобразования ~97 %) для двух резонансных частот, состоящего из чувствительного элемента, выполненного на основе двух открытых аподизированных периодических микрорезонаторных структур с коэффициентом заполнения, изменяющимся по линейному закону, согласующего элемента в виде несимметричной нерегулярной полосковой линии треугольной формы и детектирующего диода. Конструкция обладает ключевыми преимуществами, включая высокую эффективность преобразования, пригодность для матричной архитектуры, высокую селективность к регистрируемому излучению и возможность простых методов считывания, что делает ее привлекательным подходом для терагерцового зондирования – важного инструмента для различных научных и практических приложений.

Биполярные транзисторы в электронике являются основной элементной базой. Развитие этой базы осуществлялось преимущественно опытным путем. Для обоснования работы транзистора применялись качественные представления в виде двойного р–n перехода вида р–n–p или n–p–n проводимости. При таком обосновании многие свойства работающего полупроводникового транзистора оставались за пределами их четкого представления. Поэтому в настоящей работе рассмотрено устройство биполярного транзистора с учетом строения твердого тела полупроводниковой основы и взаимодействия с поверхностью твердого тела атомов в виде отрицательных ионов. На основании анализа данных, полученных туннельным микроскопом, поверхность твердого тела покрыта мономолекулярной пленкой, а сам кристалл полупроводниковой основы сформирован положительно заряженными атомами и находится под мономолекулярной пленкой. Молекулярная пленка формируется поверхностными кластерами, а кристалл – объемными кластерами. Взаимодействие поверхностных кластеров создает пористую структуру молекулярной пленки. Через эти поры виден кристалл твердого тела. Примеси в виде отдельных молекул на поверхность кристалла проникают через отверстия в молекулярной пленке, сформированные в виде столбообразных пустот. На поверхности кристалла молекулы примеси вследствие обменного взаимодействия диссоциируют на отдельные атомы, которые в свою очередь также вследствие обменного взаимодействия превращаются в отрицательные ионы. Конкретно рассмотрено легирование поверхности полупроводникового кристалла германия или кремния молекулами мышьяка и индия. После распада молекул на атомы в столбообразных пустотах происходит их превращение в отрицательные ионы, которые блокируют проникновение других
молекул в эти пустоты.

В настоящее время микросети используются для повышения устойчивости и стабильности энергосистем. Контролируемая эксплуатация нескольких установок распределенной генерации (DG) в системе распределения предоставит клиентам достаточно возможностей для выбора лучшего решения с учетом различных приоритетов. Лицу, принимающему решение, предоставляются исследования стратегического планирования с различными вариантами. Основными проблемами, с которыми сталкиваются лица, принимающие решения, являются присвоение весовых коэффициентов атрибутам, использование данных атрибутов для различных альтернатив и принятие окончательных решений. Эти проблемы можно эффективно решить, используя многоатрибутивный подход к принятию решений. Данный подход позволяет осуществлять выбор наилучшего варианта из большого, но конечного числа вариантов с учетом того, как каждый вариант способен выполнять несколько атрибутов. В данной статье представлено оптимальное планирование распределенной генерации с использованием метода R, учитывающего различные конфигурации, такие как гибридная распределенная генерация, микросеть и сетка. Данная статья рассматривает три характеристики: надежность, дополнительные затраты и потери при передаче и распределении. Результаты сравниваются с подходом аналитического иерархического процесса. Метод R относительно прост и эффективен, поскольку требует меньше времени, ограниченного внимания лица, принимающего решения, и высокой производительности для обработки информации. Данная исследовательская работа позволит разработать алгоритм управления с использованием нечеткой логики стратегического планирования работы распределительных групп.

В исследовании рассмотрено одно из направлений современной наноинженерии поверхности по технологиям управляемого формирования топологических покрытий заданной конфигурации при лазерном воздействии на различные образцы с учетом подходов для сложных нелинейных термодинамических систем с развитием динамических неравновесных процессов. Предлагаемые технологии имеют универсальный характер и весьма перспективны, в частности, для металлических материалов в рабочих камерах теплоэнергетических установок. При этом акцент сделан на новых физических принципах изменения функциональных характеристик материала образца с их оптимизацией под конкретные условия эксплуатации образца с формированием 1D – 3D микро и наноструктур, в том числе дендритного типа с фрактальными объектами. Использованы методы управляемого лазерного синтеза поверхностных топологических структур в разных схемах эксперимента с лазерной абляцией. Эти регулируемые процессы реализуются на поверхности изделий без изменения объемных характеристик материала в отличие от технологий стандартной его термической обработки, например, для повышения износостойкости. В первой части представляемой статьи речь идет о фундаментальной проблеме лазерной термодинамики возникновения дендритных/фрактальных структур на поверхности материала в условиях развития нестационарных теплофизических процессов. Акцент сделан на устойчивых поверхностных состояниях материала при его специализированной предварительной лазерной обработке, включая синтез различных неоднородных и многослойных конфигураций на поверхности с определенной 3D-топологией. Обсуждаются возможности достижения регулируемым способом необходимых характеристик используемого материала для улучшения эксплуатационных свойств различных систем. В частности, это относится и к динамическим газожидкостным теплоэнергетическим установкам при управляемом лазерном наведении регулируемых локальных конфигураций топологических микро и наноструктур на внутренней металлической поверхности их рабочих камер. В качестве экспериментальной

В статье рассмотрены основные этапы проведенного исследования разработанной технологии дегазации, обеспечивающей энергоэффективность и экологичность производственного процесса. Представленный анализ содержит обоснование актуальности исследования в рамках действующего законодательства и требований промышленной безопасности при организации газоопасных работ и технической надежности газгольдеров. Отмечено, что сокращение затрат на выполнение дегазации является одной из приоритетных задач научного и прикладного характера, ввиду того что на этот процесс расходуются значительные энергоресурсы, применяются специально подготовленная вода для пара и сложное технологическое оборудование, требующее привлечения высококвалифицированных и специально обученных специалистов. Приведены основные технические характеристики и функциональное назначение элементов установки, описаны достоинства разработанного дегазационно-вентиляционного устройства ДВУ-ФС-1/450. На основе проведенного исследования определены наиболее эффективные эмпирические значения предельно допустимых концентраций и условия их достижения с учетом расчетов материального баланса. Обоснованы основные этапы дегазации газгольдера и математически определены зависимости продолжительности каждого из трех этапов с использованием математических расчетов. По результатам эксперимента произведена оценка ключевых стадий исследования, выполнен анализ полученных контрольных показателей, на основе которых проведены математические расчеты и моделирование процесса разработанной технологии дегазации газгольдера. Выявлена зависимость изменения концентрации кислорода в газовом пространстве газгольдера от времени дегазации и определена целесообразность ее учета при определении критериев качественной оценки процесса. Представлена полученная диаграмма изменения концентрации кислорода при дегазации газгольдера в зависимости от скорости ее снижения на разных этапах, которые в совокупности позволяют определить оптимальное время дегазации, выполнить экономические расчеты для оценки эффективности процесса. На основании представленных основных научных и технических результатов определены обоснованные критерии оценки получения экологичности производственной деятельности и низкого энергопотребления по сравнению с пропаркой в условиях подготовки технологического оборудования сжиженных углеводородных газов, эксплуатирующегося в среде пропана.

В статье рассмотрены солнечные энергетические ресурсы залива Кара-Богаз-Гол как «солнечного пруда». С использованием разработанных физических и математических методов определены его тепловые энергетические потенциалы аккумулирования солевых отложений залива для создания и использования энергетических технологий в отраслях промышленности. Оценены тепловые энергетические характеристики для внедрения раз- личных солнечных энергетических аккумулирующих технологий. По предварительным расчетам, КПД солнечного водоема составляет зимой  1,14  %,  летом  1,46  %.  Солнечный энергетический потенциал преобразования в  тепловую  энергию  меняется  в  пределах от 40 до 70 % в зависимости от сезона года. Средняя температура на солевой поверхности дна водоема составляет: в летний период – от 55,04 до 79,8 °С, в зимний – от 20,0 до 25,6 °С. Полученные научные результаты могут быть использованы при разработке проектно- сметной документации, составлении технико-экономического обоснования для создания различных солнечно-энергетических технологических комплексов в зоне Каспийского региона, которые будут содействовать укреплению энергетической безопасности, развитию энергетических систем и производству автономных технологических установок, оборудования на основе солнечной энергии, что снизит энергопотребление органического топлива и улучшит экологическую обстановку в регионе Кара-Богаз-Гола.