Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка ПРИКЛАДНІ МОДЕЛІ ТА МЕТОДИ ОПТИМІЗАЦІЇ СИСТЕМ У статті розглянуті деякі аспекти питань розрахунку та оптимізації параметрів багатошарових систем, які знаходяться під впливом зосереджених рухомих джерел теплового навантаження. У якості досліджуваного об'єкта виступає багатошаровий сферичний мікробіологічний матеріал під дією зосереджених сканованих джерел лазерного випромінювання. Сформульовані основна оптимізаційна задача пошуку раціональних параметрів лазерної дії на багатошарові мікробіологічні системи з урахуванням обмежень на температурні поля та технічні параметри випромінювачів, а також вимоги до кінцевого результату, а саме, до значень шуканих параметрів лазера задля забезпечення життєздатності сегментів матеріалу з метою підвищення якості біотехнологічного процесу сегментації.Виходячи з постановки основної оптимізаційної задачі в статті наведені декілька прикладних оптимізаційних математичних моделей. Здійснена формалізація і систематизація прикладних задач оптимізації, які є частковими випадками основної оптимізаційної задачі. Досліджені характерні особливості їх математичних моделей, що дозволило обґрунтовано здійснити вибір методів їх чисельної реалізації. Запропонована модифікація пошукового метода оптимізації, який базується на композиції чисельних методів, що створюють обчислювальну структуру. В роботі наведена крайова задача системи неоднорідних диференціальних рівнянь теплопровідності, що лежить в основі розрахункової математичної моделі процесу теплового впливу та намічені кроки для реалізації процесу оптимізації з застосуванням чисельних методів. Слід зазначити, що результати досліджень мають універсальний характер і можуть бути застосовані для оптимізації процесів ділення штучної і натуральної шкіри при лікуванні великих опіків; зварювання біоматеріалу; використання в практиці мікрохірургії, офтальмології, косметології та інших галузях.Ключові слова: оптимізація, математичні моделі, пошуковий метод оптимізації, крайова задача, чисельні методи.

No abstract

The research of the author is devoted to the issues of optimization of the parameters of multilayer systems containing local, discrete sources of thermal loads. The paper proposed one of the possible approaches to the implementation of optimization of the parameters of such systems. Due to the fact that in practice it is often necessary to deal with multilayered materials of complex spatial form, which, for example, have zones of prohibition on the movement of division routes, the author pays considerable attention to the determination and verification of the validity of the calculated and applied optimization mathematical models conditions for improving the quality of the biotechnological process. Despite the focus of this work to the optimization of multilayer biosystems, the uniqueness of the author's research consists in their broad applicability for optimizing a number of multilayer systems.