https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/13599 Sat, 04 Apr 2026 14:52:44 GMT 2026-04-04T14:52:44Z https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/15995 Title: МОДЕЛЮВАННЯ ФІЗИЧНИХ СИСТЕМ ІЗ СФЕРИЧНИМИ ЧАСТИНКАМИ: ЗАСТОСУВАННЯ ПЕРІОДИЧНИХ ГРАНИЧНИХ УМОВ ТА ПОТЕНЦІАЛУ ЛЕННАРД-ДЖОНСА Authors: Пастернак, Вікторія; Рубан, Артем Abstract: У моделюванні фізичних систем із великою кількістю частинок важливим є врахування міжчастинкових взаємодій та граничних умов, які визначають поведінку системи [1]. Для відтворення властивостей нескінченних середовищ без впливу граничних ефектів широко застосовуються періодичні граничні умови (PBC). Цей підхід дозволяє моделювати системи [2, 3], що складаються з великої кількості частинок, відображаючи їх поведінку як у природних та необмежених умовах так і здійснювати розподіл частинок у просторі [4]. Одним із ефективних методів чисельного інтегрування рівнянь руху частинок є алгоритм Velocity Verlet [5, 6], який забезпечує стабільність обчислень та збереження енергії системи. Для опису взаємодії між частинками слід використовувати потенціал Леннард-Джонса [7], який дозволяє адекватно моделювати короткодіючі відштовхувальні та довгодіючі притягувальні сили. Особливий інтерес становлять системи із сферичними частинками [8, 9], які можуть моделювати структури колоїдів, наноматеріалів, біомолекул та інших складних систем. Дослідження їх динаміки, процесів самоупаковки та утворення структур дозволяє зрозуміти важливі фізичні процеси, що лежать в основі багатьох природних і технологічних явищ [10]. На рисунку 1 представлено розподіл частинок у просторі, зокрема двовимірну проєкцію частинок у симуляційному середовищі. Thu, 01 May 2025 00:00:00 GMT https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/15995 2025-05-01T00:00:00Z https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/15994 Title: МОДЕЛЮВАННЯ ПОВЕДІНКИ СФЕР ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ МЕТОДУ ДИСКРЕТНИХ ЕЛЕМЕНТІВ Authors: Пастернак, Вікторія; Рубан, Артем Abstract: Гранульовані середовища є складними фізичними системами, які складаються з великої кількості взаємодіючих частинок різної форми та розміру [1]. Аналіз поведінки таких частинок у системах є важливим завданням для підвищення ефективності, оптимізації технологічних процесів та покращення експлуатаційних характеристик матеріалів [2, 3]. Через складність взаємодії між окремими частинками традиційні аналітичні методи часто виявляються недостатніми для опису їхньої динаміки [4]. Метод дискретних елементів (DEM) є одним із найпотужніших підходів для моделювання поведінки частинок у гранульованих системах [5, 6]. Цей метод дозволяє враховувати контактну взаємодію частинок, сили тертя та пружності, а також геометричні особливості частинок [7, 8]. Завдяки своїй універсальності DEM став ефективним інструментом для дослідження механічних властивостей систем із частинками різного розміру та складу, що перебувають у динамічних умовах [9, 10]. Thu, 01 May 2025 00:00:00 GMT https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/15994 2025-05-01T00:00:00Z https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/15993 Title: ТЕСТУВАННЯ МІКРО- ТА НАНОЧАСТИНОК У ДИНАМІЧНОМУ СЕРЕДОВИЩІ МЕТОДАМИ C++ Authors: Пастернак, Вікторія; Рубан, Артем Abstract: Сучасні наукові дослідження значною мірою зосереджуються на вивченні властивостей та поведінки мікро- і наночастинок [1, 2]. Завдяки своїм унікальним характеристикам, таким як висока поверхнева площа та мала маса, ці частинки знаходять широке застосування у різних сферах, від створення нових матеріалів до біологічних та медичних застосувань [3, 4]. Проте для ефективного використання таких частинок необхідно глибше зрозуміти їхню поведінку в динамічному середовищі [5, 6]. Одним з найефективніших інструментів для дослідження таких явищ є чисельне моделювання, яке дозволяє проводити симуляції віртуальних експериментів з мінімальними витратами часу та ресурсів [7, 8]. Методи програмування на мові C++ надають потужні можливості для розробки ефективних алгоритмів та моделей, здатних моделювати поведінку мікро- і наночастинок в різних фізичних і хімічних середовищах [9, 10]. Слід також відмітити, що система C++ дозволяє досягнути високої продуктивності та точності при роботі з великими даними та складними математичними моделями, що є необхідним для ефективного тестування та аналізу. Thu, 01 May 2025 00:00:00 GMT https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/15993 2025-05-01T00:00:00Z https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/14013 Title: Using Various Methods of Imaging and Visualization for Studying Heterogeneous Structures at Micro- and Nanoscales Authors: PASTERNAK, Viktoriya; RUBAN, Artem; ZEMLIANSKYI, Oleksandr; IVANOV, Gennady Abstract: This scientific work justifies imaging and visualization methods for analyzing heterogeneous PA-1 structures at micro- and nanoscales. It explores a key aspect of studying heterogeneous materials, namely the relationship between their microstructure and macroscopic behavior. Using Smart-EYE software, the microstructure and heterogeneous structure of PA-1 aluminum powders are justified through a range of factors. Among them, the extended functionality of the program allows for detailed analysis of particle sizes, shapes, and distribution, ensuring high accuracy and reliability of the analysis results. The capability for quick and efficient analysis of large volumes of data is also highlighted. Additionally, the software enables visualization of analysis results, simplifying their interpretation. Furthermore, the obtained results based on the histogram of particle size distribution, such as normal distribution, skewness, and modality, help avoid minor data defects and ensure proper interpretation. Description: In the modern scientific world, understanding and controlling the structure of materials at micro and nanoscales play a crucial role in addressing challenges related to the development of new technologies and materials [1]. Heterogeneous structures, characterized by diversity and complexity, require advanced visualization and analysis methods [2]. It should be noted that the use of various imaging and visualization methods for analyzing heterogeneous structures at micro- and nanoscales is an important yet undetermined issue [3]. Specifically, this applies to modern technologies such as scanning electron microscopy, atomic force microscopy, confocal microscopy, tomography, and other methods that allow obtaining detailed and objective images of material structures [4]. In particular Mon, 01 Jan 2024 00:00:00 GMT https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/14013 2024-01-01T00:00:00Z