tech-2022_04(97)

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13356 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ УМНЫЙ ПЕШЕХОДНЫЙ ПЕРЕХОД Окилов Азизбек Козимжон угли ассистент, Андижанский машиностроительный институт, Республика Узбекистан, г. Андижан Орифжонов Серобиддин Улуғбек угли ассистент, Андижанский машиностроительный институт, Республика Узбекистан, г. Андижан E-mail: [email protected] AUTOMATED SMART PEDESTRIAN CROSSING Azizbek Oqilov Assistant, Andijan machine-building institute, Uzbekistan, Andijan Orifjonov Serobiddin Assistant, Andijan machine-building institute, Uzbekistan, Andijan АННОТАЦИЯ В статье рассматривается внедрение проекта «Умный пешеходный переход» вокруг образовательных учреждений, расположенных вдоль автомобильных дорог, направленный на повышение уровня оповещения об основной причине дорожно-транспортных происшествий. ABSTRACT The article discusses the implementation the “Smart Pedestrian Crossing” project around educational institutions located along highways to increase the level of warning of the main cause of road accidents. Ключевые слова: дорожка, пешеход, умный, магистраль, применение, датчик, автоматизация, дизайн, проект, авария. Keywords: walkway, pedestrian, smart, highway, application, sensor, highways, automation, design, project, accident. ________________________________________________________________________________________________ Введение. В настоящее время определенная уровня оповещения об основной причине дорожно- доля дорожно-транспортных происшествий проис- транспортных происшествий. Правительство Респуб- ходит непосредственно с пешеходами и во многих лики постоянно пересматривает законодательство, случаях заканчивается их гибелью. Приведу лишь регулирующее движение на дорогах, и его практи- один пример: количество дорожно-транспортных ческую реализацию, внедряются новые решения [2-3]. происшествий на тротуаре в 2020 году составило 45048, в которых погибло 5507 водителей и пешехо- Ежегодно в результате дорожно-транспортных дов, а 41591 человек получил ранения. Причинами происшествий во всем мире погибает около 1,35 мил- этого являются быстрый рост населения в городах, лиона человек. Более половины всех смертей в ре- развитие автомобилестроения, растущий спрос на зультате дорожно-транспортных происшествий автомобили, резкое увеличение количества транс- приходится на уязвимых участников дорожного дви- портных средств и одна из основных причин низ- жения: пешеходов, велосипедистов и мотоциклистов. кого уровня оповещения населения. водители и Основными причинами смерти детей и подростков так далее [1]. Разработан проект по внедрению в возрасте 5-29 лет также являются дорожно-транс- проекта «Умный пешеходный переход» вокруг портные происшествия [5]. Неправильные решения, образовательных учреждений, расположенных вдоль принимаемые участниками дорожного движения, автомобильных дорог, направленный на повышение можно рассматривать как основную причину до- рожно-транспортных происшествий из-за отсутствия __________________________ Библиографическое описание: Окилов А.К., Орифжонов С.У. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ УМНЫЙ ПЕШЕХОДНЫЙ ПЕРЕХОД // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13356

№ 4 (97) апрель, 2022 г. информации о дорожной обстановке. Из этих дан- скопления людей. Это техническое решение рабо- ных видно, что спрос на проект в городе и районных тает с серией датчиков, которые обнаруживают движе- центрах достаточный [6-7]. ние, когда вы хотите совершить какой-либо прыжок или пересечение. Верхние световые панели, подклю- Выбор модели структуры и граничные условия ченные к этим датчикам, мгновенно загораются и по- могают водителям легче и быстрее видеть проходящих На сегодняшний день разработано несколько ав- пешеходов. Кроме того, загорятся два вертикальных томатизированных систем пешеходных переходов, дорожных знака по обеим сторонам дороги. Если например, проекты в Ташкенте и Навои. естественного освещения недостаточно для обеспече- ния хорошей видимости, эта система автоматически В этом проекте интеграция интеллектуальных обеспечит пешеходный переход и искусственным технологий, операционных технологий наглядно освещением [9]. продемонстрировала инновационный подход к про- екту по сравнению с другими автоматизированными Этот проект направлен на преодоление дефицита системами, и мы видим, что это повысит его конку- уровней оповещения в городах и районах, пешеход- рентоспособность [8]. ных переходов, расположенных в некоторых плотных районах города. Его внедрение направлено на повыше- Внедрение проекта «Умный пешеходный пере- ние безопасности пешеходов и снижение количества ход» вокруг образовательных учреждений вдоль дорожно-транспортных происшествий в городах и автомобильных дорог направлено на снижение районах. дорожно-транспортных происшествий и обеспече- ние безопасности пешеходов в местах массового Рисунок 1. Автоматизированный умный пешеходный переход Научная новизна проекта заключается в том, что • реализация проекта с дизайном в соответствии при реализации проекта остальная часть пешеходного с концепцией умного города. перехода отличается тем, что состояние пешехода, переходящего тротуар, его положение интеллекту- • значительное снижение аварийности на авто- ально рассчитывается с помощью программного магистралях, пешеходах и транспортных средствах обеспечения и датчиков. при реализации проекта. Влияние проекта на социально-экономическое Умный пешеходный переход предоставляет ин- развитие региона и отрасли: формацию о положении и состоянии пешеходов че- рез чувствительные элементы и передает эту инфор- • автоматизация пешеходных переходов на до- мацию на контроллер. Контроллер, в свою оче- рогах с интенсивным движением. редь, посылает предупреждающий сигнал автомо- билям через фары [10]. 51

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 2. Функциональная схема автоматизированного интеллектуального пешеходного перехода Выводы. В этой статье разрабатывается автома- нерегулируемые дороги. ПЛК управляется языком тизированный умный пешеходный переход. цель программирования C++ и в настоящее время плани- состоит в том, чтобы спасать жизни и регулировать руется внедрить в Андижане. Список литературы. 1. Oкилов Азизбек Козимжонович “УЛУЧШЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ РАСТВОРИМЫХ И ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ” Universum: технические науки Выпуск: 11(92) Ноябрь 2021 URL:http://7universum.com/ru/tech/archive/category/1192 2. Habibullo Asranov “УПРАВЛЕНИЕ ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ НОВОГО ПРОДУКТА” Universum: технические науки: научный журнал. – № 12(93). Часть 6. 2021. URL:http://7universum.com/ru/tech/archive/category/1293 3. Исломбек Марасулов Рустамбек угли, Орипов Шохрухмирзо Музаффарбек угли, Валиев Дурбек Хаётбек угли “ Тупроқ намлиги маълумотларини мс ехcел дастурига юбориш ва маълумотлар базасини яратиш ” УЧЕНЫЙ XXI ВЕКА международный научный журнал. URL:https://www.internauka.org/authors/oripov- shohruhmirzo-muzaffarzhon-ugli 4. Холматов О.О, Муталипов Ф.У, “Создание пожарного мини-автомобиля на платформе arduino” Universum:технические науки журнал, февраль, 2021-г. URL:https://7universum.com/pdf/tech/2(83)/2(83_1) 5. Холматов О.О, Дарвишев А.Б, “Автоматизация умного дома на основе различных датчиков и arduino в качестве главного контроллера” Universum: технические науки: научный журнал, – № 12(81). Часть1, DOI:10.32743/UniTech.2020.81.12-1.25-28 URL:https://7universum.com/pdf/tech/12(81)/12(811) 6. Xoлматов О.О., Бурхонов З.А. “Проекты инновационных парковок для автомобилей” Международный научный журнал «Вестник науки» № 12 (21) Том 4 ДЕКАБРЬ 2019 г. URL:https://www.xn----8sbempclcwd3bmt.xn- -p1ai/archiv/journal-12-21-4 7. Kholmatov O.O., Burkhonov Z., Akramova G. “The search for optimal conditions for machining composite materials” science and world International scientific journal, №1(77), 2020, Vol.I URL:http://scienceph.ru/f/sci- ence_and_world_no_177_january_vol_i 8. Холматов О.O, Бурхонов З, Акрамова Г “Автоматизация и управление промышленными роботами на платформе arduino” science and education scientific journal volume #1 ISSUE #2 MAY 2020 URL:https://www.open-science.uz/index.php/sciedu/issue/view/7 9. Кабулов Н.А., Холматов О.O “AUTOMATION PROCESSING OF HYDROTERMIC PROCESSES FOR GRAINS” Universum:технические науки журнал декабрь 2021 Выпуск: 12(93) DOI - 10.32743/UniTech.2021.93.12.12841 URL:https://7universum.com/ru/tech/authors/item/kholmatov-oybek 52

№ 4 (97) апрель, 2022 г. 10. Xoлматов О.О., Негматов Б.Б “Разработка и внедрение интеллектуальной системы управления светофором с беспроводным управлением от arduino” Universum: технические науки: научный журнал, – № 6(87). июнь, 2021 г. DOI-10.32743/UniTech.2021.87.6.11943. URL:https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11943 11. Tokhirov A.I. “WRITING CONTROL PROGRAMS FOR COMPUTER NUMERAL CONTROL MACHINES” // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 5(86). URL: https://7universum.com/ru/tech/ar- chive/item/11810 DOI - 10.32743/UniTech.2021.86.5.11810 12. Tokhirov A.I. “APPLICATION PROCEDURE CAD/CAM/CAE - SYSTEMS IN SCIENTIFIC RESEARCH” // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 6(87). URL: https://7universum.com/ru/tech/ar- chive/item/11836 DOI - 10.32743/UniTech.2021.87.6.11836 13. Tokhirov A.I. “USING THE GRAPHICAL EDITOR \"КОМПАС 3D\" in teaching computer engineering graphics” // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 7(88). URL: https://7universum.com/ru/tech/ar- chive/item/12076 DOI: 10.32743/UniTech.2021.78.8-3.12076 14. Tokhirov A.I., Marasulov I.R. “CONTROL MODELS AND INFORMATION SYSTEM OF COTTON STORAGE IN THE CLASTER SYSTEM” // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 11(92). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12486 15. Azamjon Ibrohim ugli Tokhirov, “TECHNOLOGICAL PROCESS DEVELOPMENT USING CAD-CAM PRO- GRAMS”, \"Science and Education\" Scientific Journal, June 2021 URL: https://openscience.uz/index.php/sciedu/ar- ticle/view/1561 16. Islombek Marasulov Ravshanbek Ogli, & Toxirov Azamjon Ibrohim Ogli. (2021). A ROLE OF MECHANICAL ENGINEERING IN MECHATRONICS. JournalNX - A Multidisciplinary Peer Reviewed Journal, 824–828. Retrieved from https://repo.journalnx.com/index.php/nx/article/view/1690 53

№ 4 (97) апрель, 2022 г. ОБНАРУЖЕНИЕ И УСТРАНЕНИЕ DDoS-АТАКИ IoT-БОТНЕТОВ НА ОСНОВЕ SIEM Тергеуов Олжас Серикович магистрант, Алматинского Технологического Университета, Республика Казахстан, г. Алматы E-mail: [email protected] Маликова Феруза Умирзаковна PhD Алматинский Технологический Университет Республика Казахстан, г. Алматы E-mail: [email protected] DETECTION AND ELIMINATION OF IoT BOTNETS BASED ON SIEM DDoS ATTACKS Olzhas Tergeuov Master student, Almaty Technological University Republic of Kazakhstan, Almaty Feruza Malikova PhD Almaty Technological University Republic of Kazakhstan, Almaty АННОТАЦИЯ Интернет вещей (IoT) становится неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, включая здоровье, окружающую среду, дома, армию и т. д. Огромный рост Интернета вещей в последнее время лет привлекает хакеров, чтобы воспользоваться их вычислительной и коммуникационной возможности для выполнения различ- ных типов атак. Основная проблема заключается в том, что устройства IoT имеют несколько уязвимостей, кото- рые можно легко использовать для создания ботнетов IoT состоящий из миллионов IoT-устройств и создающий серьезные угрозы безопасности в Интернете. В этом контексте DDoS-атаки, исходящие от ботнетов IoT, пред- ставляют собой серьезную проблему для современный Интернет, который требует немедленного внимания. В этой статье предлагается безопасное обнаружение DDoS-атак ботнета IoT на основе управления информацией и событиями и система смягчения. Эта система обнаруживает и блокирует трафик DDoS-атак с скомпрометиро- ванных устройств IoT, отслеживая определенные типы пакетов, включая TCP SYN, пакеты ICMP и DNS, исхо- дящие от этих устройств. Обсуждаем прототип внедрение предлагаемой системы, и демонстрируем, что решения на основе SIEM могут быть настроены для точной идентификации и блокировки вредоносного трафика, исходя- щего от скомпрометированные IoT-устройства. ABSTRACT The Internet of Things (IoT) is becoming an integral part of our daily life including health, environment, homes, military, etc. The enormous growth of IoT in recent years has attracted hackers to take advantage of their computation and communication capabilities to perform different types of attacks. The major concern is that IoT devices have several vulnerabilities that can be easily exploited to form IoT botnets consisting of millions of IoT devices and posing significant threats to Internet security. In this context, DDoS attacks originating from IoT botnets is a major problem in today’s Internet that requires immediate attention. In this paper, we propose a Security Information and Event Management-based IoT botnet DDoS attack detection and mitigation system. This system detects and blocks DDoS attack traffic from com- promised IoT devices by monitoring specific packet types including TCP SYN, ICMP and DNS packets originating from these devices. We discuss a prototype implementation of the proposed system and we demonstrate that SIEM based solutions can be configured to accurately identify and block malicious traffic originating from compromised IoT devices. Ключевые слова: Ботнеты Интернет вещей, Защита сети, управление событиями безопасности. Keywords: IoT Botnets, Network Security, Security information management. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Тергеуов О.С., Маликова Ф.У. ОБНАРУЖЕНИЕ И УСТРАНЕНИЕ DDoS-АТАКИ IoT-БОТНЕТОВ НА ОСНОВЕ SIEM // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13492

№ 4 (97) апрель, 2022 г. 1. ВВЕДЕНИЕ трафика от скомпрометированных устройств IoT, отслеживая определенные типы пакетов, включая Интернет вещей (IoT) стал свидетелем огромного TCP SYN, ICMP и DNS-флуд. роста в последние годы. Этот рост обусловлен значи- тельным развитием полупроводниковой промышлен- (b) Внедрение прототипа системы обнаружения ности, технологий беспроводной связи и появление ботнетов IoT на основе предлагаемого решения для приложения IoT в различных областях нашей повсе- управления информацией и событиями (SIEM) и дневной жизни, включая: умные дома, сектор здраво- применение предлагаемой системы для обнаружения охранения, промышленность системы управления и трех распространенных типа DDoS-атак. военные приложения. По данным статистической компании Statista, количество устройств IoT состав- c) обзор различных аспектов ботнетов IoT с ляет примерно в 23,4 миллиарда устройств и, как главным упором на архитектуру ботнетов IoT, ос- ожидается, увеличится до 31 миллиарда устройств в новные типы, контрмеры и обсуждение недавних 2020 году. исследовании в этой области. Мотивированные значительным ростом IoT, 2. ПРЕДЫСТОРИЯ О БОТНЕТАХ IoT хакеры стремятся воспользоваться преимуществами вычислений и коммуникационными возможностями Недавно появились ботнеты IoT как новый тип устройств IoT для выполнения различных типов атак. ботнетов, где хакеры контролируют миллионы Ботнеты представляют собой первичные источники скомпрометированные устройства Интернета вещей многих атак, направленных на Интернет. Ботнет — и используют их в своих вредоносных атаках. Как это сеть скомпрометированных машин (например, правило, ботнет IoT состоит из компьютеров, смартфоны, IoT-устройства и т. д.), которые контролируются злоумышленником (бот- следующих компонентов: мастером) и используются для выполнения различных (a) Боты: скомпрометированные устройства IoT, действий, как распределенные атаки типа «отказ в используемые для выполнения различных типов обслуживании» (DDoS), рассылка спама, мошен- атак (например, отказ в обслуживании). ничество с кликами и фишинговые атаки. (b) Сервер управления и контроля: сервер, ис- пользуемый для управления ботами. Устройства IoT создают огромный риск для без- (c) Сканеры: используются для сканирования опасности по сравнению с обычными устройствами, уязвимых устройств IoT. подключенными к Интернету, из-за их большого (d) Сервер отчетов: сервер, используемый для количества, ограниченность ресурсов и разнообра- сбора отчетов о сканировании со сканера или ботов. зие протоколов, что делает IoT ценной мишенью (e) Загрузчик: указание устройствам IoT загружать для злоумышленников для создания ботнета IoT. вредоносный код после регистрации на уязвимых Например, злоумышленник может скомпромети- устройствах IoT. ровать устройства умного дома IoT жертвы, чтобы (f) Сервер распространения вредоносных про- получить конфиденциальную информацию или ис- грамм: сервер, отвечающий за распространение пользовать устройства IoT в качестве ботнетов IoT вредоносных программ. для выполнения распределенных атак типа «отказ в Устройства IoT широко используются во многих обслуживании» (DDos) против критических кибер- крупномасштабных DDoS-атаках. В этих атаках физических систем. устройства IoT по указанию ботмастера атакуют целевую систему огромным количеством пакетов 21 октября 2016 г. злоумышленники запустили (например, SYN, DNS, ICMP и т. д.). Общество кибер- DDoS-атаку на службу Dyn DNS с использованием защитников обсудили несколько особенностей ботнета Mirari IoT, вызывающую множество служб устройств IoT, которые усугубляют проблему ботне- и пакетов с Интернета. Платформы были недоступны тов IoT. Эти функции включают в себя: в Европе и Северной Америке. Предыдущие иссле- (a) Ограничения: По сравнению с традицион- довательские усилия были сосредоточены на разра- ными ПК и мобильными устройствами устройства ботке механизмов для обнаружения уязвимых или IoT обычно имеют ограниченные вычислительные скомпрометированных устройств IoT или для защиты возможности и ограниченные ресурсы хранения для устройств IoT, несмотря на ограничения их вычис- снижения производственных затрат и максимально лений, хранения и мощности. IoT-устройства обычно экономный заряд батареи. Например, устройства IoT, обмениваются различными типами сообщений и развернутый на поле боя требуется для работы в генерируют огромное количество данных, что затруд- течение длительного времени. Поэтому энергопо- няет мониторинг коррелирования события и обнару- требление этих устройств должны эффективно жение исходящих от них злонамеренных действий. управляться, а энергоемкие приложения не могут В данной статье мы решаем проблему DDoS-атак, работать на таких устройствах для увеличения срока исходящих из ботнетов IoT, с использованием службы батареи. управления информацией и событиями безопасно- (b) Разнообразие: Технология Интернета вещей сти (SIEM) таким образом, чтобы обнаруживать и все чаще используется во многих реальных приложе- блокировать атакующий трафик. Основные вклады ниях. В результате существует множество Постав- этой статьи заключаются в следующем: щиков Интернета вещей с большим количеством разнородных продуктов Интернета вещей, которые (a) Система обнаружения ботнетов IoT на основе SIEM. Предлагаемая система использует решение Splunk SIEM для идентификации и блокировки 55

№ 4 (97) апрель, 2022 г. имеют собственную сеть и связь реализации прото- доступа этих приложений к Умному домашнему кола. В большинстве случаев многие из этих продук- устройству, а не чем ограниченный доступ, как за- тов не имеют встроенной защиты в их архитектуре. думано. Они также доказали, что асинхронная связь (подсистема событий) между устройствами и смарт- (c) Бесчисленное множество: Эта функция свя- приложениями не является безопасным и может зана со значительным увеличением количества привести к утечке конфиденциальной информации. устройств IoT и распространением данных генери- руемые ими. Эта функция в сочетании с отсутствием Ронен и соавт. описали, как использовать уязви- защиты на устройствах IoT и их ограниченная вычис- мость в части реализации Zigbee световой протокол лительная мощность позволяла злоумышленникам интеллектуальных ламп Philips Hue для удаленного легко скомпрометировать эти устройства и создать обновления прошивки. Как только уязвимый ключ, армейские IoT-зомби, которые можно использовать используемый интеллектуальными лампами Philips, для проведения нескольких типов атак . Инь и др. был извлечен путем проведения атаки по побочному обнаружили, что самые последние крупномасштабные каналу, этот ключ используется для шифрования и DDoS-атаки в основном вызываются ботнетами IoT. аутентификации обновления. После этого червь быстро распространился от зараженной лампы к (d) Необслуживаемые: Во многих случаях другим лампам, используя их беспроводное соеди- устройства IoT развертываются в суровых условиях нение ZigBee. Такая атака позволяет злоумышлен- и остаются без присмотра в течение длительный пе- нику управлять городским освещением или исполь- риод времени. Обычно не существует механизма зовать лампы для выполнения DDoS-атак. Было удаленного доступа к этим устройствам и проверки их предпринято несколько исследовательских усилий работы уровня безопасности или выполнения регу- по развитию интернет технологии Wide Scan для лярных обновлении для них. Это дало противникам поиска уязвимых IoT-устройств. дополнительный повод Ким и др. предложили модель для улучшения для нацеливания на эти устройства и управления производительность интернет-сканера Zmap. ими с минимальными усилиями. Например, Ронен и др. реализовали атаку на умную лампочку Philips пу- 3.2. Обнаружение уязвимостей сети IoT. тем использования уязвимости в протоколе связи и Существует несколько подходов к обнаружению показали, как быстро развившийся червь может рас- уязвимостей сети IoT. Например, сеть Интернета ве- пространяться на другие луковицы. щей уязвимости протокола могут быть обнаружены с использованием подхода на основе фаззинга. При (e) Мобильность: Носимые устройства и смарт- таком подходе программная реализация данного фоны являются примерами мобильных устройств протокола проверяется путем наблюдения за любым Интернета вещей, которые присоединяются динами- результирующим исключением, когда ложные дан- ческой сети в соответствии с движением человека. ные отправляются преднамеренно для тестирования Мобильность устройств IoT требует дополнительные программного обеспечения. Подход, основанный на угрозы безопасности, поскольку шансы заражения фаззинге, включает два основных метода фаззинга: вредоносным ПО увеличиваются всякий раз, когда (i) основанный на мутациях: В этом методе лож- устройство становится поблизости от другого вредо- ные данные вводятся случайным образом в тестовые носного устройства. Кроме того, это увеличивает сообщения. шансы хакеров для компрометации IoT-устройств. (ii) На основе генерации: Тестовые файлы в ос- новном генерируется путем создания сообщений, 3. СОПУТСТВУЮЩИЕ РАБОТЫ соответствующих спецификациям протокола. Однако он содержит случайные и ложные данные. Основная В области безопасности IoT был проделан значи- проблема этого метода заключается в том, что он тельный объем работы. В этом разделе я предоставляю требует большого количества тестовых файлов, осо- обзор последних достижений в этой области с упо- бенно каждый протокол имеет свой собственный ром на обнаружение уязвимостей устройств IoT, формат сообщения, поэтому тратит значительное обнаружение в IoT сетевых уязвимостей и обнаруже- количество времени. ние ботнетов IoT. Луо и др. предложил метод, который выполняет обратный инжиниринг протоколов IoT, чтобы иден- 3.1. Обнаружение уязвимостей IoT-устройств. тифицировать формат сообщений протоколов и созда- Статический анализ фреймворков IoT-устройств – вать сообщения тестового файла с определенными один из методов, используемых для обнаружения ошибками в соответствии с форматом сообщения. уязвимостей IoT-устройств. Этот метод уменьшает размер тестовых файлов, Например, Костин и др. провел масштабный используемых в подходе Fuzzing. Также они прове- анализ безопасности 32 тысяч прошивок. Образы рили анализ эффективности на основе графа на про- встраиваемых устройств и обнаружили 38 неизвест- тотипе системы умного дома. Прототип состоял из ных уязвимостей в более чем 693 образах прошивок, смартфона, управляющего умной световой пульпой, которые расширяются в 123 различных продуктах. и домашней колонки Google. Основная идея их под- Фернандес и др. выполнили статический анализ хода заключается в построении графа трафика на ос- исходного кода и создал и тесты на 123 платформах нове определенных входных файлов и выявлении умного дома и 499 приложениях для умных вещей. коррелированных подграфов. Это позволило им Они обнаружили два недостатка в конструкции этих идентифицировать уязвимости на основе уровня платформ. Эти конструктивные недостатки приводят к тому, что приложению Smart Things предоставляется привилегия, как и было задумано, помимо полного 56

№ 4 (97) апрель, 2022 г. чувствительности на разные ключевые слова. Они для обнаружения ботнета IoT на ранней стадии зара- также продемонстрировали, как использовать уязви- жения с использованием ботнета. Они анализируют мые суп-графы для проведения различных атак. запущенный процесс и сетевую активность на устройство (host) на основе статистических особен- 3.3. Обнаружение ботнетов IoT ностей последовательности пакетов и сравнить его Предыдущие работы по обнаружению ботнетов с характером поведения трафика ботнета. IoT можно разделить на следующие категории: ос- нованные на аномалиях, основанные на сигнатурах, 3.3.3. На основе спецификации обнаружение на основе спецификаций и гибридное Этот подход ,основанный на аномалиях, но он обнаружение. Далее следует обсуждение каждого учитывает технические характеристики системы. подхода. Карли и др. предложили метод автоматического 3.3.1. На основе аномалий вмешательства для спецификаций вредоносной сети. Этот подход обнаруживает ботнет IoT, распозна- Протокол с использованием образцов связи вредо- вая ненормальное поведение в сети. Для достижения носных программ и двоичных файлов вредоносных этой цели, необходимо заранее профилировать программ. Поскольку каждая вредоносная программа нормальное поведение сети IoT. имеет свой собственный настраиваемый двоичный Саммервилл и др., разработал сверхлегкий метод, формат, и каждый протокол C&C имеет свое собствен- основанный на аномалиях пакетов, для обнаружения ное семейство вредоносных программ, это обеспечит аномальной полезной нагрузки в пакете с использо- остаток следа для структур вредоносного ПО и его ванием эффективных методов сопоставления для намерения. Они предложили системное поле типа битового шаблона и требует только операции ADD, сообщения, описывающее все типы полей в сообще- за которой следует инкрементный счетчик, и реали- нии, а затем использовать алгоритм интерференции зован в качестве справочной таблицы для быстрой и типов для интерференции структуры сообщения. гибкой оценки пакетов. Однако большинство C&C сетевой трафик шиф- Sagirlar и др., предложили AutoBotCatcher, руют, поэтому они применяют динамический анализ который использует концепцию цепочки блоков для трафика для извлечения системных ключей C&C. обнаружения децентрализованных ботнетов P2P. Прокофьев и др. предложили метод обнаружения Основываясь на том факте, что один и тот же ботнет ботнетов IoT на этапе распространения вредоносных обычно взаимодействует друг с другом. программ, когда зараженные устройства начинают AutoBotCatcher предназначен для обнаружения использовать другие устройства в сети, используя устройств ботнета и помечает их как одно сообще- стратегию атаки грубой силы. ство, анализируя обмен сетевым трафиком между 3.3.4. Гибридный различными устройствами. AutoBotCatcher использует Обнаружение гибридных ботнетов IoT обычно агентов для мониторинга трафика, которым обмени- использует два подхода к обнаружению. Например, ваются устройства IoT. Эти агенты сообщают ин- обнаружение ботнетов на основе подписи IoT можно формацию они собирают как транзакцию цепочки сочетать с обнаружением ботнетов IoT на основе блоков к большому доверенному объекту в сети, ананомалий. Это имеет то преимущество, что сводит называемому генератором блоков, который модели- к минимуму ложноположительные и ложноотрица- рует взаимную контактную информацию устройства тельные показатели обнаружения систем. IoT в виде графа взаимных контактов. Затем исполь- Sedjelmaci et al. предложили аномалию низкого зуется метод Лувена для обнаружения сообщества энергопотребления и ботнет IoT на основе сигнатур, ботнета на основе графа. система обнаружения и использование методов 3.3.2. На основе подписи теории игр, чтобы решить, требуется ли активация P.Ioulianou и др. предложили основанную на агента IDS на обнаружение аномалии или нет. Таким сигнатурах систему обнаружения ботнетов IoT, образом, повышение точности обнаружения при которая использует Intrusion технология системы одновременном снижении энергопотребления в обнаружения (IDS - Intrusion Detection System), кото- IoT-устройстве. Другая гибридная система обнару- рая обычно используется для мониторинга сетей на жения была предложена Bostani et al. Эта система наличие известных вредоносных действий и наруше- объединяет модели обнаружения вторжений на ос- ния политики, основанные на совпадении сигнатур нове аномалий и спецификаций для обнаружения атак. В их системе модули IDS настроены на работу атак в IoT. Спецификация на основе агента обнаруже- в гибридном режиме. Модуль обнаружения и бранд- ния будет располагаться на узлах маршрутизаторов мауэра под названием Router IDS и облегченный - он проанализирует поведение хост-узла и отправит мониторинг модуль под названием Detector IDS. результаты на корневой узел, где находится агент Эти модули распространяются в сети рядом с IoT- обнаружения аномалий. устройствами, что не требуют каких-либо модифи- каций программного обеспечения на датчиках или 4. ПРЕДЛАГАЕМАЯ РАБОТА: ОБНАРУЖЕНИЕ устройствах. Detector IDS регистрирует сетевой И ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ DDOS DDOS-атак трафик и отправляет его на ботнетов Интернета вещей с помощью SIEM IDS маршрутизатора, который обнаружит зло- намеренное поведение узла, если оно будет похоже В этом разделе мы представляем предлагаемое на известную атаку. Хошхалпур и др., предложил обнаружение и смягчение последствий DDoS-атак подход на основе хоста под названием BotRevealer ботнетов IoT на основе SIEM, уделяя особое внимание общей архитектуре системы и реализации прототипа. 4.1. Архитектура системы 57

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Системы SIEM в основном используются в На рис. 1 изображена базовая архитектура пред- сфере безопасности для корреляции событий, о ко- лагаемой системы. Во-первых, журналы трафика IoT торых сообщают различные сетевые технологии за- пересылаются шлюзом по умолчанию в систему щиты безопасности (например, системы обнаруже- SIEM. Эти журналы трафика получаются с различ- ния вторжений, брандмауэры, собственные решения ных устройств IoT в контролируемой сети, включая для устройств, системные журналы операционных IP-камеры, считыватели отпечатков пальцев, датчики систем и т. д.), развернутые в корпоративной сети. системы управления зданием и т. д. Результаты корреляции событий указать есть инци- дент безопасности или нет. Есть несколько недавних Решение SIEM выполняет последовательность исследований об использовании решения SIEM для задач обработки данных, включая синтаксический безопасности IoT. Эти исследования были сосредото- анализ, индексирование и сохранение этих данных чены в основном на эффективной доставке данных IoT в журналы в высокодоступных защищенных базе к SIEM-системе для анализа и корреляции событий. данных. Затем журналы анализируются, и в случае какого-либо ненормального поведения по сравнению Рисунок 1. Базовая архитектура предлагаемой с профилем трафика рассматриваемого устройства, системы он обнаруживает атаку и предупреждает админи- стратора сети. DDoS-атаки обычно характеризуются большим объемом пакетов. Таким образом, обнаружение DDoS атаки в нашей системе основаны на сравнении количества пакетов определенного типа (например, SYN, ICMP или DNS), которые предназначены для определенного компьютера, до предварительно опре- деленного порогового значения. Как только атака обнаружена, SIEM смягчает текущую атаку, авто- матически настраивая приложение брандмауэра, установленное по умолчанию на шлюзе, чтобы были добавлены новые правила для блокировки атакую- щего трафика. 4.2. Реализация прототипа Корпоративная сеть (например, кампусная сеть) обычно имеет различные типы устройств IoT, такие как IP-камеры, датчики температуры, система учета рабочего времени по отпечаткам пальцев и т. д. Мони- торинг этих устройств по отдельности будет затруд- нено из-за неоднородности трафика. В этой статье мы реализовали прототип IoT, система обнаружения ботнетов на базе SIEM-решения. Наша цель — по- казать, что можно обнаружить различные типы вредоносного трафика, исходящий от различ- ных IoT-устройств. Прототип реализации предло- женных систем показан на рисунке 2. Этот прототип состоит из следующих основных компонентов: Рисунок 2. Топология сети с SIEM системой для обнаружения Ботнетов 58

№ 4 (97) апрель, 2022 г. (a) Ботнет IoT: в сети любой организации суще- (b) Шлюз: мы настроили компьютер с Linux для ствуют различные типы уязвимых устройств IoT ко- работы в качестве шлюза по умолчанию для торые подвержены ботнетом. В нашем прототипе устройств IoT.Машина имеет два сетевых интер- мы представили ботнет IoT Raspberry Pi v1, который фейса. Один интерфейс обращен к Интернету, а представляет собой Аппаратную платформу с от- другой обращен в локальную сеть, в которой распо- крытым исходным кодом, которую можно использо- ложены IoT-устройства. Мы запускаем tcpdump вать для устройств IoT специального назначения. на этой машине, чтобы захватить IoT трафик. Мы Мы установили код бота, написанные на языке сце- использовали команду: нариев Python на этих устройствах, чтобы генериро- вать различные типы атакующего трафика, включаю- bash tcpdump– – n– – e– – i\\interface» > logfile.log щих в себя SYN-флуд, DNS-флуд и ICMP-флуд. Кроме того, мы использовали камеру Cisco 2520V с для захвата всего исходящего трафика и сохра- купольной IP-камерой Cisco Video Surveillance 2421 нения его в файле журнала для периодической пере- для создания фонового IoT трафика. Боты получают сылки на сервер Splunk. Здесь мы использовали оп- команды в формате: (тип, количество, IP, данные), ции -n и -e, чтобы не преобразовывать IP-адрес и где тип представляет пакет атаки (например, SYN, включать MAC-адреса в захват трафика соответ- DNS или ICMP), количество указывает количество ственно. Мы установили и настроили форвардер пакетов, которые должны быть отправлены в случае Splunk на шлюзе для пересылки сгенерированный лавинной рассылки атаки, IP представляет собой IP- файл журнала трафика на сервер Splunk. Мы указали адрес целевой системы, а данные указывают номер тип источника и индекс на форвардере как тот же порта, если в случае SYN-флуд-атаки или в случае тип источника и индекс, который мы определили на DNS-атаки, не используется пинг-сканирование, то сервере Splunk. Сервер был настроен как показано каждый бот запускает скрипт Python для проведе- на рис. 3, где порт 9997 использовался для получения ния атаки на основе параметров, заданных в команде, журналов трафика, а порт 8089 — для управления. полученной от ботмастер. Кроме того, мы использовали IPTABLES для добавления определенных правил, предотвращающих аномальный трафик, генерируемый из конкретное устройство IoT и нацеливание на определенную машину. Рисунок 3. Файл outputs.conf и файл deploymentclient.conf (c) Решение SIEM: мы использовали известное (d) Брандмауэр: мы использовали IPTABLES для решение Splunk SIEM для анализа собранного IoT- реализации брандмауэра, в котором SIEM настроен трафика через шлюз. Splunk был установлен на отдель- для добавления определенных правил для блоки- ном сервере и настроен для представления журнала ровки определенных типов трафика в полностью трафика в удобном для чтения и поиска виде. Это автоматическом режиме на основе анализа журнала потребовало от нас извлечения определенных полей трафика IoT. Добавление/удаление правил осу- из журнала трафика IoT и представлять их в формате, ществляется через SSH-соединение между SIEM и удобном для чтения Splunk. Система Splunk пред- брандмауэром. ставляет собой ядро нашей системы обнаружения ботнетов IoT. В связи с этим собранные журналы 4.3. Генерация оповещения об атаке трафика были проанализированы, проиндексированы Платформа Splunk SIEM была настроена для и сохранены в защищенную базу данных, предназна- генерации трех типов предупреждений после обна- ченную только для обеспечения высокой доступности ружения атаки. Как показано на рис. 4, эти оповеще- и анализа в режиме реального времени. Анализ этого ния в основном относятся к атаке SYN-flood, Атаке трафика позволил нам понять поведение контроли- DNS-флуда и оповещение о ICMP-сканировании. руемого устройства. Более того, Splunk был настроен Оповещение было настроено путем определения на оповещение сетевому администратору о подо- конкретного поиска, основанного на заголовки па- зрительных событиях и автоматически добавлять кетов, обнаруженные в периодически получаемых защитные правила в брандмауэр, чтобы заблокиро- журналах трафика. вать атакующий трафик, исходящий от зараженных IoT-устройств. 59

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 4. Основные оповещения, определенные в платформе Splunk Например, в случае атаки SYN-flood оповещение Поиск этого предупреждения показан на рис. 5. генерируется всякий раз, когда платформа SIEM Эта команда поиска в основном предназначена для обнаруживает большое количество SYN-пакетов, поиска пакетов с установленным флагом SYN в направленных на определенную систему. SIEM читает журналах трафика, пришедших из индекса traffic idx, журнал трафика непрерывно и ищет SYN-пакеты, и отсортировавшихся их на основе (Src MAC,Src IP исходящие из заданного источника и нацеленные на и Dst IP). Совпадающие результаты заносятся в спе- заданный пункт назначения (т. е. связь один к одному) циальную таблицу, и все записи с count менее 100 уда- и считает их за определенный период времени, если ляются из таблицы. Наконец, извлекаются поля (Src количество пакетов превышает предопределенное MAC, Src IP и Dst IP). для включения в электронное пороговое значение, оповещение отправит админи- письмо с уведомлением об атаке, как показано на стратору электронное письмо с уведомлением о про- рис. 6. должающейся атаке. Рисунок 5. Команда поиска оповещения о SYN-флудах Рисунок 6. Конфигурация сведений об уведомлении об атаке по электронной почте 60

№ 4 (97) апрель, 2022 г. 5. ОЦЕНКА поле, называемое штампом, в каждый пересылаемый пакет таким образом, чтобы Splunk определил тип Реализация прототипа, описанного в подраз- источника полученного журнала. деле 4.2. использовалась для проверки работоспо- собности предпологаемой системы. В этом прототипе В Splunk требуется написать определенные ре- ботам IoT было поручено залить целевую систему гулярные выражения для извлечения определенных различными типами пакетов атаки. Затем журналы полей пакета из журналы трафика. Для обнаружения трафика IoT периодически пересылались на сервер ботнета IoT мы поручили Splunk извлечь: Исходный Splunk. В то время как Splunk платформа поставляется Mac-адрес (Src MAC), с предопределенными типами источников (например, syslog, apachelog и т. д.), журнал трафика IoT, захва- Mac-адрес назначения (Dst MAC), исходный ченный tcpdump не может быть распознан Splunk. IP-адрес (Src IP), целевой IP-адрес (Dst IP), исходный Поэтому мы определили новый тип источника под порт, порт назначения. На рис. 7 показан пример из- названием «tcpdump traffic». влеченных полей из одного из пакеты. Для каждого из упомянутых выше типов атак мы устанавливаем Определить новый тип источника можно, создав пороговое значение количества пакетов исходящие новый файл в папке конфигурации при развертыва- от устройств IoT. Как только это число превысит нии SIEM, этот файл находится в «$SPLUNK пороговое значение, на адрес электронной почты HOME/etc/system/local», тип источника помогает сер- будет отправлено уведомление сетевым администра- веру SIEM определить как сервер может реагировать тором, и в брандмауэр автоматически добавляется на такой лог. Кроме того, мы добавили специальное правило фильтрации для блокировки атакующего трафика. Рисунок 7. Поля основного заголовка пакета, извлеченные Splunk Мы протестировали прототип, проводя различные сетевых интерфейсах шлюза рядом. Splunk уведом- типы атак, включая SYN-флуд, DNS-флуд, и ICMP- ляет администратора об этом атаки, как показано на флуд. Например, в случае SYN-флуда ботмастер дал рис. 9, и правило фильтрации автоматически добав- указание IoT-устройству залить целевую машину ляется в IPTABLES, чтобы заблокировать атаку, как (IP-адрес: 10.242.232.144) пакетами SYN. На рис. 8 показано на рис. 10. Аналогичным образом решались показан трафик wireshark и показан захват на двух и другие атаки. Рисунок 8. Захват трафика wireshark для атаки SYN-флудом со стороны Интернета и со стороны сети IoT 61

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 9. Оповещение по электронной почте, сгенерированное Splunk, о продолжающейся атаке SYN-флуда Рисунок 10. В iptables автоматически добавляется правило фильтрации для блокирования атакующего трафика 6. ВЫВОДЫ стема обнаруживает и блокирует DDoS-атаки тра- фик от скомпрометированных устройств IoT путем С быстрым внедрением устройств IoT в нашу мониторинга определенных типов пакетов, включая повседневную жизнь растет беспокойство по поводу TCP SYN, ICMP и пакеты DNS, исходящие от этих использования уязвимости этих устройств для фор- устройств. Также мы обсудили прототип реализации мирования ботнетов IoT и выполнения различных предложенного система, показывающая, как реше- типов атак. DDoS-атаки ния на основе SIEM могут быть настроены для точ- ного выявления и блокировки вредоносного тра- происходящие из ботнетов IoT, представляют фика, исходящий от скомпрометированных непосредственную угрозу для современного Интер- устройств IoT. Кроме того, мы обсудили последние нета из-за способности злоумышленников для гене- достижения в области ботнетов в IoT, ориентиро- рации большого объема пакетов от миллионов ском- ванные в основном на основные методы обнаруже- прометированных устройств IoT. В этой статье мы ния уязвимостей IoT-устройств и основные подходы предложили SIEM на основе системы для обнаруже- к обнаружению ботнетов IoT. ния и смягчения этого типа атак. Предлагаемая си- Список литературы: 1. H. Lin and N. Bergmann. IoT privacy and security challenges for smart home environments. Information, 7(3):44, 2016. 2. S. Baker, W. Xiang, and I. Atkinson. Internet of things for smart health care: Technologies, challenges, and opportunities. IEEE Access, 5:26521–26544, 2017. 3. Splunk SIEM solution, https://www.splunk.com/. (Accessed on 09/18/2019) 4. K. Angrishi. Turning Internet of things into Internet of vulnerabilities (IovV: IoI botnets. arXiv preprint arXiv:1702.03681, 2017. 5. H. Boyes, B. Hallaq, J. Cunningham, and T. Watson. The industrial internet of things (iiot): An analysis framework. Computers in Industry, 101:1–12, 2018. 6. IoT: number of connected devices worldwide 2012-2025 — statista. https://www.statista.com/statistics/471264/iot- number-of-connected-devices-worldwide/. (Accessed on 03/09/2019). 7. P. Ioulianou, V. Vasilakis, I. Moscholios, and M. Logothetis. A Signature-based Intrusion Detection System for the Internet of Things. 2018. 62

№ 4 (97) апрель, 2022 г. 8. L. De Carli, R. Torres, G. Modelo-Howard, A. Tongaonkar, and S. Jha. Botnet Protocol Inference in the Presence of Encrypted Traffic. In IEEE INFOCOM 2017 - IEEE Conference on Computer Communications, pages 1–9, May 2017. 9. H. Sedjelmaci, S.M. Senouci, and M. Al-Bahri. A Lightweight Anomaly Detection Technique for Low- Resource IoT Devices: A Game-Theoretic Methodology. In 2016 IEEE International Conference on Communications (ICC), pages 1–6, May 2016. 10. H. Sedjelmaci, S.M. Senouci, and M. Al-Bahri. A Lightweight Anomaly Detection Technique for Low- Resource IoT Devices: A Game-Theoretic Methodology. In 2016 IEEE International Conference on Communications (ICC), pages 1–6, May 2016. 11. J. Luo, C. Shan, J. Cai, and Y. Liu. IoT Application-Layer Protocol Vulnerability Detection Using Reverse Engineering. Symmetry, 10(11):561, 2018. 63

№ 4 (97) апрель, 2022 г. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Токтаров Димаш Дауренулы магистрант, Казахский национальный университет имени аль-Фараби Республика Казахстан, г. Алматы Е-mail: [email protected] Ильясова Зарина Анатольевна магистрант, Казахский национальный университет имени аль-Фараби Республика Казахстан, г. Алматы Е-mail: [email protected] Березовская Ирина Эдуардовна PhD, ст. преподаватель, Казахский национальный университет имени аль-Фараби Республика Казахстан, г. Алматы Габитова Зарина Хамитовна PhD, ст. преподаватель, Казахский национальный университет имени аль-Фараби Республика Казахстан, г. Алматы COMPUTER SIMULATION FOR THE STUDY OF PHYSICAL PROCESSES Dimash Toktarov Master student, al-Farabi Kazakh National University Kazakhstan, Almaty Zarina Ilyassova Master student, al-Farabi Kazakh National University Kazakhstan, Almaty Irina Berezovskaya PhD, Senior Lecturer, al-Farabi Kazakh National University Kazakhstan, Almaty Zarina Gabitova PhD, Senior Lecturer, al-Farabi Kazakh National University Kazakhstan, Almaty АННОТАЦИЯ Данная статья посвящена обзору программных приложений для моделирования и вычисления в гидродинамике. Рассмотрены области применения и функции программного моделирования в инженерии, также тепловые, статисти- ческие и динамические характеристики. Для этого произведён сравнительный анализ программ Ansys, СОМSОL и ОреnFОАМ. ABSTRACT The article is devoted to an overview of software applications for modeling and computing in hydrodynamics. The fields of application in engineering, as well as thermal, statistical and dynamic characteristics are considered. For this purpose, a comparative analysis of programs such as Ansys, СОМSОL and ОреnFОАМ was performed. __________________________ Библиографическое описание: КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Токтаров Д.Д. [и др.]. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13487

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Ключевые слова: системы автоматизированного проектирования, вычислительная гидродинамика, программное обеспечение, моделирование, Ansys, СОМSОL Multiphysics, ОреnFОАМ. Keywords: computer-aided design systems, computational fluid dynamics, software, modeling, Ansys, СОМSОL Multiphysics, ОреnFОАМ. ________________________________________________________________________________________________ В связи с интенсивным развитием инженерной Некоторые программные решения СFD являются сферы науки, возникает необходимость внедрения очень общими, в то время как другие ориентированы компьютерного моделирования для ускорения процес- конкретно на определённые отрасли или случаи сов производства. использования. Программное обеспечение СFD с открытым исходным кодом часто используется и Одним из путей решения данного вопроса явля- для решения фундаментальных проблем, таких как ется использование современных программных реалистичное программирование потока сигаретного обеспечений вычислительной гидродинамики (далее дыма при создании цифровых анимационных филь- СFD), реализующих управляющие законы и уравне- мов. Несмотря на то, что программные комплексы ния для решения задач с помощью математических СFD решают не все инженерные проблемы, но именно моделей. Данные программы следуют физическим так они в основном разрабатываются и продаются. законам и обеспечивают как численные, так и анали- тические решения. В наши дни коммерческое программное обеспе- чение СFD доступно для различных платформ, Исходя из данных международного энергетиче- включая Windows, Linux, macOS и даже облачные ского прогноза, можно сделать вывод, что происходит вычислительные системы, которые подключаются истощение невозобновляемых источников энергии. к браузерам и мобильным приложениям. Однако Следовательно, резко встаёт вопрос о нахождении пользователи очень заинтересованы в автоматизации рационального и экологичного метода сжигания и оптимизации управления проектами. Процесс топлива. Программное моделирование СFD помогает использования сложных симуляций в основном промышленным компаниям решить данную задачу слишком энергозатратен для средних рабочих станций путём выхода за рамки классических методов. и ноутбуков. Кроме того, оно предоставляет пользователям более глубокое понимание поведения жидкости при опре- По этой причине был сделан большой толчок делённых обстоятельствах. к созданию СFD-проектов в облаке и обеспечению совместной работы команды с помощью мобильных Применение программного обеспечения для приложений и других устройств. анализа СFD практически бесконечно. Программы СFD могут быть широко использованы в аэрокосми- Многие СFD-приложения предлагают собствен- ческой, автомобильной и судостроительной промыш- ное моделирование и дизайн, но современный ленности, проектировании и архитектуре. Секторы, спрос пользователей явно способствует интеграции в которых программное обеспечение для моделиро- с популярными системами автоматизированного вания СFD актуально, включают: биотехнологии, го- проектирования (далее, CAПP). Ещё одна тенденция родское планирование, производство сантехнических в программном обеспечении СFD связана с поддержа- приборов, системы управления водными ресурсами, нием в курсе событий членов команды, не участвую- гражданское строительство, разработка видеоигр и щих в проектировании. В то время как проекты СFD многое другое. в большинстве случаев относятся к сфере инженерии, всегда будет необходим вклад персонала, специа- Использование программного обеспечения СFD лизирующегося на развитии бизнеса, маркетинге, включает в себя: продажах и других корпоративных функциях. Ослож- нения могут возникнуть, если интерфейс программ- • Литьё пластмасс под давлением. Моделирова- ного обеспечения СFD и рабочие процессы являются ние этого промышленного процесса на компьютере чрезмерно техническими, а не ориентированными экономит время, деньги и ресурсы, что позволяет на пользователей. минимизировать производственные дефекты. Точность данных является обязательным усло- • Характеристики потока жидкости. СFD нашло вием, особенно в ситуациях, связанных с дизайном применение в биотехнологии для производства пе- помещений, производством датчиков, разработкой редовых медицинских устройств, используемых в технологий автомобильных тормозов и пр. Помимо респираторном и сердечно-сосудистом лечении. этого, необходимо учитывать и другие факторы, такие как совместная работа в команде, интеграция • Тепловые характеристики. Данный метод ана- CAПP и простота моделирования. лиза часто используется производителями оружия и электроники. Отрасли производства, апеллирующие решени- ями СFD, должны учитывать степень возможности • Статические характеристики конструкции. воссоздания модели в соответствии с собственным Анализ реакции конструкции на механическую геометрическим дизайном, используемым решением нагрузку и эксплуатационные характеристики мате- СFD. Программное обеспечение СFD, управляемое риала в условиях напряжения. CAПP, предлагает расширенные функции, которые импортируют все инженерные данные в исходный • Динамические характеристики конструкции. С помощью этого анализа СFD определяются пра- вила соответствия, связанные с сейсмическими строительными нормами. 65

№ 4 (97) апрель, 2022 г. файл. Более того, интерфейс СFD должен быть мак- конкретному типу тестируемого продукта. Напри- симально похож на приложение CAПP. мер, аэрокосмический инженер может узнать больше о том, какое влияние окажет сопротивление Структурирование, организация и отображение на новый планер. ANSYS для создания сложной 3D- данных - значимые аспекты программного обеспе- модели экспериментального самолёта может быть чения СFD, последовательно генерирующие боль- использован с помощью модуля мультифизического шие объёмы наборов данных, которые часто невоз- моделирования, чтобы посмотреть, какие силы дей- можно достичь в процессе физического тестирова- ствуют на него в полете. Компании, проектирующие ния. Способ отображения этих наборов данных и сантехническое оборудование, могут применять мо- способ их передачи является показателем эффектив- дуль жидкостей для проверки расхода душевых ка- ности. бин и смесителей. В ANSYS встроен полный пакет вычислительной гидродинамики, дополнительные Для обеспечения автоматизированного анализа виджеты моделирования: к функциям СFD относятся: • электромагнетизм для радиочастотного и теп- • Сетчатые системы. Программное обеспече- лового проектирования; ние для моделирования СFD должно позволять рас- сматривать процессы аэродинамики. Таким образом, • оптический для проектирования линз, а также сетчатая система разбивается на различные эле- лазерных устройств; менты. Например, в случае проектирования беспи- лотных летательных аппаратов самые передовые ре- • полупроводники, которые поставляются с ря- шения СFD автоматизируют процесс разбивки, дом готовых микросхем; чтобы исключить использование чертёжной доски CAПP. Метод конечных элементов обеспечивает вы- • структурный анализ, включающий в себя сочайший уровень автоматизации сеточной системы. полнофункциональный инструмент ВЭД; Автоматическое уточнение систем сетки также до- ступно в некоторых решениях СFD, что обеспечи- • разработка встраиваемых систем и программ- вает более реалистичные сценарии моделирования. ного обеспечения; • Объем потока. Наличие автоматизированного • моделирование систем наряду с поддержкой расчёта области потока позволяет оптимизировать датчиков и сбором данных. время моделирования с помощью использования бу- левой логики программного обеспечения. 2. СОМSОL Multiphysics - программный про- дукт для моделирования, который позволяет легко • Решатели СFD. Решатели составляют уравне- понимать, прогнозировать и оптимизировать физи- ния для конечных объёмов, обеспечивающие неиз- ческие процессы. Инженеры и учёные практически менность значений потока. Это служит важным из любой области исследований могут использовать условием для решения задач гидрогазодинамики с приложение для моделирования конструкций в рам- высокой точностью. Решатели включают в себя самые ках процесса разработки продукта. После того, как необходимые функции физического моделирования специалисты по технической части завершили раз- для вывода правильных результатов. работку имитационной модели, они могут преобра- зовать её в специальную программу с автономным • Решения. Каждая проблема СFD будет иметь пользовательским интерфейсом. Это даёт возмож- несколько решений, основанных на факторах, пара- ность делиться своими разработками с другими метрах и итерациях. Эти решения могут быть экспертами. Более того, можно обмениваться моде- сужены в зависимости от области применения. Бо- лями с пользователями всех стандартных пакетов лее умные решения СFD автоматизируют процесс CAПP. СОМSОL включает в себя специальные мо- сужения области применения на основе простых дули импорта для обоих форматов. входных данных, предоставляемых пользователями. СОМSОL Multiphysics также поставляется с Исходя из вышеперечисленных условий (свойств) набором инструментов моделирования геометрии, выделяются следующие платформы для выполнения которые позволяют создавать твёрдые объекты, по- требуемого моделирования: верхности и кривые. Геометрия определяется серией математических операций. 1. ANSYS - это программный продукт для моде- лирования, обеспечивающий выявление ошибок в Каждая отдельная операция может получить не- прототипах перед утверждением. Программа позво- зависимый набор входных параметров, что облег- ляет создавать виртуальные модели своих творений, чает будущие изменения и параметрические иссле- а затем подвергнуть их целой серии проверочных ис- дования. При создании сложных проектов можно пытаний. Проведение анализа дизайна в результате работать с логическими операциями. может значительно сократить объем физических ис- пытаний, которые необходимо провести, прежде чем Как только будет определён объект, допускается продукт будет отправлен на реализацию. Программа запустить на нем набор тестов. С помощью полно- была разработана таким образом, чтобы обеспечить стью связанной матрицы Якоби в СОМSОL воз- максимальную гибкость. Обучающие могут настро- можно использование линейных и нелинейных си- ить встроенный в приложение инженерный симуля- стем уравнений. Выполняя задачи СFD, СОМSОL тор для удовлетворения потребностей практически предлагает решения как для стационарных исследо- любой отрасли. Сосредоточившись на том, что раз- ваний, так и нестационарных. Он также рекомендует работчик называет всепроникающей технологией данные решения для анализа механики твёрдого моделирования, ANSYS адаптирует свои модели к тела. Исследование твёрдых объектов осуществля- ется за счет выбора выхода собственной частоты. Дополнительно поддерживается: 66

№ 4 (97) апрель, 2022 г. • стохастическое моделирование; лентности, теплофизики и транспорта, а также моде- • моделирование турбулентности; лирование многофазного потока. Большинство про- • моделирование методом Монте-Карло. грамм CAПP могут поддерживать создание сеток Независимо от того, в каких сферах инженерии для простых и сложных геометрий, ОреnFОАМ в осуществляются исследования, СОМSОL Multiphysics этом случае не стал исключением. В свою очередь, обладает инструментом моделирования, который такого рода программное приложение использует позволяет спрогнозировать наиболее точный резуль- цифровые решения с помощью системы обыкновен- тат. ных дифференциальных уравнений и решателей ли- 3. ОреnFОАМ - программное обеспечение для нейных систем. Также к поддержке моделей гидро- СFD, которое поддерживается в Linux, mасОS и динамики ПO для моделирования ОреnFОАМ обла- Windоws 10. Данное программное приложение вы- дает большим диапозоном функций оценки конеч- числительной гидродинамики делает возможным ных элементов. Другими словами, ОреnFОAМ моделирование почти любой среды. Компании, ра- находит широкое применение в моделировании, для ботающие в аэрокосмической и транспортной отрас- анализа структур и тепловых свойств систем. По- лях, могут использовать ОреnFОАМ для тестирова- мимо этого, возможности BЭД позволяют решать ния конструкций самолётов и автомобилей, систем транспортные и электромагнитные трудности. Неза- пожаротушения, двигателей и других продуктов без висимо от вида деятельности: управление крупным необходимости в физических прототипах. производственным предприятием или использова- Некоторые ключевые функции программного ние в научно-исследовательских работах, обеспечения для автоматизированного проектирова- ОреnFОAМ предоставляет мощные функции моде- ния ОреnFОAМ включают моделирование турбу- лирования, помогающие анализировать широкий спектр систем. Таблица 1. Сравнение компьютерных пакетов СFD Возможности пакета АNSYS Мultiрhуsiсs СОМSОL Мultiрhуsiсs ОреnFОAМ Вид анализа Электромагнитный + ++ Тепловой + ++ Гидродинамический + ++ Механический + ++ Тип отчёта Статический + ++ Динамический + ++ Геометрическая модель Двухмерная + ++ Осесимметричная + + + Трёхмерная + ++ Выбор типа конечного эле- + -+ мента + ++ Возможность моделирования внешних электрических цепей Другие параметры: Русификация - -- Особенности Сложности в освоении, Отсутствие материалов Доступная справочная учебные руководства на и литературы на русском система, достаточное ко- русском языке, большой языке, труден в освоении, личество учебного мате- спектр в использовании, хорошая точность расчё- риала, большая точность высокая точность расчётов. тов. расчётов. Заключение. Были изучены следующие про- исходный код. В результате этого рекомендуется граммные приложения: Ansys, СОМSОL рассмотреть также свободное программное обеспе- Multiphysics и Open Foam. Сразу стоит отметить, что чение. у существующих коммерческих программ есть два главных недостатка: во-первых, высокая стоимость Проводя сравнение данных компьютерных комп- и строгие ограничения лицензии; во-вторых, закрытый лексов, можно сделать выводы, что рассматриваемые 67

№ 4 (97) апрель, 2022 г. программы проводят все основные виды анализа: модели. Ansys, СОМSОL Multiphysics и Open Foam электромагнитный, тепловой, гидродинамический обладают высокой точностью и учебными матери- и механический. Типы расчётов статистический и алами, что позволяет использовать их в образова- динамический позволяют построить двумерные, тельных целях. трёхмерные и осесимметричные геометрические Список литературы: 1. Беззубцева М.М., Волков В.С. Аналитический обзор пакетов прикладных программ для моделирования энер- гетических процессов потребителей энергосистем АПК // Международный журнал прикладных и фундамен- тальных исследований. – 2015. – № 6-2. – С. 191-195. 2. Беззубцева М.М., Волков В.С., Котов А.В., Обухов К.Н. Компьютерные технологии в научных исследованиях энергоэффективности потребительских энергосистем АПК // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 10. – С. 71-72. 3. Бордовский Г.А., Кондратьев А.С., Чоудери А.Д.Р. Физические основы математического моделирования: учебное пособие для вузов. -Москва: Издательский дом «Академия», 2005. – С. 175-178. 4. Васильев В.А., Калмыкова М.А. Анализ и выбор программных продуктов для решения инженерных задач приборостроения / Современная техника и технологии. 2013. №3 / [Электронный ресурс] – Режим доступа: URL: http://technology.snauka.ru/2013/03/1702 (дата обращения 02.04.2022). 5. Шабанов А.С. Применение пакетов программ FEMM и COMSOL Multiphysics в задачах расчета линейных электромагнитных двигателей / А.С. Шабанов, В.Ю. Нейман // Современные материалы, техника и техноло- гии. — 2017. — № 5 (13). — С. 96–100. 6. Stolarski T., Nakasone Y., Yoshimoto S. Engineering Analysis with ANSYS Software. Butterworth-Heinemann – 2018. - 562 p. 68

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ № 4(97) Апрель 2022 Часть 1 Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 – 54434 от 17.06.2013 Издательство «МЦНО» 123098, г. Москва, улица Маршала Василевского, дом 5, корпус 1, к. 74 E-mail: [email protected] www.7universum.com Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета в типографии «Allprint» 630004, г. Новосибирск, Вокзальная магистраль, 3 16+

UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 4(97) Апрель 2022 Часть 2 Москва 2022

УДК 62/64+66/69 ББК 3 U55 Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии: Горбачевский Евгений Викторович, канд. техн. наук; Демин Анатолий Владимирович, д-р техн. наук; Елисеев Дмитрий Викторович, канд. техн. наук; Звездина Марина Юрьевна, д-р. физ.-мат. наук; Ким Алексей Юрьевич, д-р техн. наук; Козьминых Владислав Олегович, д-р хим. наук; Ларионов Максим Викторович, д-р биол. наук; Манасян Сергей Керопович, д-р техн. наук; Мажидов Кахрамон Халимович, д-р наук, проф; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Мерганов Аваз Мирсултанович, канд.техн. наук; Пайзуллаханов Мухаммад-Султанхан Саидвалиханович, д-р техн. наук; Радкевич Мария Викторовна, д-р техн наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Старченко Ирина Борисовна, д-р техн. наук; Усманов Хайрулла Сайдуллаевич, канд.техн. наук; Юденков Алексей Витальевич, д-р физ.-мат. наук; Tengiz Magradze, PhD in Power Engineering and Electrical Engineering. U55 Universum: технические науки: научный журнал. – № 4(97). Часть 2. М., Изд. «МЦНО», 2022. – 72 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/497 ISSN : 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2022.97.4-2 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2022 г.

Содержание 5 Информатика, вычислительная техника и управление 5 9 АЛГОРИТМЫ УСТОЙЧИВОГО ОЦЕНИВАНИЯ ВХОДНЫХ СИГНАЛОВ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ 12 Холходжаев Боходир Асатуллаевич Кодиров Дилмурод Тухтасинович 12 16 РАЗЛИЧНЫЕ ПОДХОДЫ К СИСТЕМНОМУ АНАЛИЗУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ 25 Эшанкулов Хамза Илхомович 31 Тошбоева Гулжахон Уткир кизи 35 Салимова Мухлиса Насим кизи 41 45 Машиностроение и машиноведение 53 ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЛИТЫХ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ 59 Асатиллаев Йулдашали Маликович Аблажевич Михаил Евгеньевич 59 62 ВЛИЯНИЕ ВРАЩЕНИЯ СУШИЛЬНОГО БАРАБАНА НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА Ахунбаев Адил Алимович Хусанбоев Мухаммадбобир Алишержон угли МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ ПИЩЕВЫХ ТРАВ В ЕСТЕСТВЕННЫХ ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Дадаев Гани Тошходжаевич Сафаров Жасур Эсиргапович ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ХЛОПКА-СЫРЦА В ОТВОДЕ ПНЕВМОТРАНСПОРТА Мурадов Рустам Мурадович Мухаметшина Эльмира Талгатовна ПРИМЕНЕНИЕ УРАВНЕНИЙ НЕАТЕРМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ПЛАСТИЧНОСТИ ДЛЯ АНАЛИТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ПОЛЗУЧЕСТИ МЕТАЛЛА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СКОРОСТЯХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ Фролова Галина Александровна ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФРЕЗЫ Хамроев Хамза Хамидович Тураева Умида Халимовна СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЙ СОСТАВ ОСНОВЫ ТЕРМОУПРОЧНЕННЫХ ПИЛЬНЫХ ДИСКОВ ИЗ СТАЛИ 65Г И ОЦЕНКА ИХ РАБОТОСПОСОБНОСТИ Шин Илларион Георгиевич Мадрахимов Дилшодбек Усупжонович Куронбаев Улугбек Кучкарович Искандарова Нигора Курванбековна ОБ ОДНОМ ИЗ СПОСОБОВ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ ПРЕВРАЩЕНИЙ ПРИ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОМ ПРИПЕКАНИИ Эргашев Махмуд Садуллаев Зарип Шарифович Хожибекова Шохида Миродиловна Рауфов Лазизбек Мухиджон угли Абдукаххоров Абдуазиз Абдулазизхон угли Металлургия и материаловедение ИССЛЕДОВАНИЕ ПОДЛИННОГО НАПРЯЖЕНИЯ-ПОДЛИННОЙ ДЕФОРМАЦИИ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ Кобилов Бекзод Уктам угли ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПОЛУЧЕНИЯ ВК-10КС В ВАКУУМЕ НА ИХ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Сайдахмедов Равшан Халходжаевич Рахматов Акмал Махмудхужаевич Камолова Ирода Одилбековна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ 65 С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЕЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ Тоиров Отабек Тоир угли Турсунов Нодиржон Каюмжонович Кучкоров Лочинбек Ахмаджон угли

№ 4 (97) апрель, 2022 г. ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ АЛГОРИТМЫ УСТОЙЧИВОГО ОЦЕНИВАНИЯ ВХОДНЫХ СИГНАЛОВ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ Холходжаев Боходир Асатуллаевич PhD, старший преподаватель Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Кодиров Дилмурод Тухтасинович PhD, доцент, Наманганский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Наманган E-mail: [email protected] ALGORITHMS FOR STABLE ESTIMATION OF INPUT SIGNALS OF DYNAMIC SYSTEMS BASED ON DYNAMIC FILTERING Bokhodir Kholhodjaev PhD, Senior teacher, Tashkent state technical university Uzbekistan, Tashkent Dilmurod Kodirov PhD, Assosiate Professor, Namangan Institute of Engineering and Technology, Uzbekistan, Namangan АННОТАЦИЯ Задача восстановления начального состояния и входного воздействия динамической системы по результатам измерения выхода относится к классу обратных задач динамики управляемых систем. Поскольку указанная задача является некорректно поставленной, для ее решения следует применять методы, развитые в соответствующей теории. ABSTRACT The problem of restoring the initial state and the input action of a dynamic system based on the results of measuring the output belongs to the class of inverse problems of the dynamics of controlled systems. Since this problem is ill-posed, methods developed in the corresponding theory should be used to solve it. Ключевые слова: матрица, математическое ожидания, белый шум, фильтрация, регуляризация, псевдообра- щения. Keywords: matrix, mathematical expectation, white noise, filtering, regularization, pseudoinversion. ________________________________________________________________________________________________ Рассмотрим линейную динамическую систему с Ak , Bk ,Ck , Dk – матрицы соответствующих размер- наблюдением: ностей. ( )xk+1 = Ak xk + Bk wk , x k0 = x0 , (1) Пусть  = Rn  L2p , Y = Lm2 . Превратим простран- ство  в гильбертово, определив на нем скалярное yk = Ck xk + Dk wk , (2) произведение 1,2  = x10 , x20 + w1, w2 .L2p Rn Соотношения (1), (2) определяют линейный опе- где x  Rn , w Rp , y  Rm ; x = xk – состояние си- ратор F :  → Y , который каждой паре стемы; x0 – начальное состояние системы;  = ( x0 , w)   , т.е. входу системы, ставит в соответ- wk  L2p –входное неизмеряемое возмущающее воз- действие на систему; yk  Lm2 –выход системы; ствие функцию y Y на выходе системы [1-5, 12, 18]. __________________________ Библиографическое описание: Холходжаев Б.А., Кодиров Д.Т. АЛГОРИТМЫ УСТОЙЧИВОГО ОЦЕНИВАНИЯ ВХОДНЫХ СИГНАЛОВ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13373

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Пусть y* – некоторый выход системы (1), (2). Обозна- Подставляя (5) в (4), найдем чим через * непустое множество всех входов    ˆk +1|k = ˆk|k + Wk [ y * − Fkˆk|k−1 ] . k таких, что F = y*. (3) На основе методов динамической фильтрации Рассмотрим вариационную задачу [14, 20] выразим ˆk+1|k+1 через ˆk+1|k : ( ) → min,   *, где  :  → R – неотрица- ˆk +1|k +1 = ˆk +1|k + K k +1 ~yk*+1|k , тельный, полунепрерывный снизу и строго равно- Kk +1 = Pk +1|k FkT+1G (Pk +1 ) , (6) мерно выпуклый функционал. Рассмотрим следующую задачу: по выходу y* восстановить  -нормальный вход, совместимый  G (Pk +1) = Pk +1 + I −1 , с этим выходом. Предположим, что выход y* нам не известен, а известна лишь функция y  Y (результат Pk +1 = F P FT + Rk +1 , (7) измерения выхода) такая, что k +1 k +1|k k +1 y − y* Y   , ~yk*+1|k = Fk+1~k+1|k + vk +1, ~k+1|k = k+1 − ˆk+1|k , где  - известный неотрицательный параметр, ха- y* − ˆ = рактеризующий точность проведенных измерений k +1 Fk +1 k +1|k [6-11, 13]. По функции .. и параметру   0 необхо- = [Fk +1Pk F RT −1 + I ][ y* − Fk +1ˆk ] , ( )димо найти пару  = x0 , w ()   такую, что k +1 k +1 k +1 +1|k +1|k +1  − *  → 0 при  → 0 . где G (Pk+1) – порождающая система функций для Для решения уравнения (3) будем использовать метода регуляризации,  – параметр регуляризации. концепции динамической фильтрации. Для динамиза- ции уравнения (3) запишем его в виде: Матрица Pk+1 вида (7), псевдообратная которой k +1 = k + wk ,  (0) = 0 , Pk++1 используется в (6), является симметричной y* = Fk+1 k+1 + vk+1, (k = 0, 1,...), плохообусловленной знаконеопределенной матрицей. k +1 С целью стабилизации искомого решения и прида- ния большей численной устойчивости процедуре где k – вектор состояния системы, y * – вектор псевдообращения в (6) необходимо использовать ре- k гулярные методы [19, 21]. При реализации (6) будем использовать регуляризованный метод Холецкого измерения, wk и vk – гауссовские белые шумы с факторизации симметричных матриц. нулевыми математическими ожиданиями и интен- На основе симметричной матрицы Pk+1 порядка сивностями Qk , Rk , 0 – гауссов случайный вектор n с элементами k+1,ij строится последовательность с известными характеристиками M (0 ) и матриц: M ( 0 T ) = P0 . 0 Будем предполагать, что wk и vk не коррелиро- Pk(0+r 1) ,1 P(r)  k +1,2 , ваны с 0 , а M wk vTj  = Skkj , P(r) =  r = 0,1,..., (8) где kj - символ Кронекера. k +1 P(r) k +1,3 На основании свойств условных математических ожиданий [15, 16] можно написать где P(r) – верхнетреугольная матрица размера k +1,1 ˆk+1 k = ˆk k + M[wk | yk ] , kk , P(r) – прямоугольная матрица, P(r) – сим- k +1,2 k +1,3 (4) метричная матрица порядка n − k , 0 – нулевая мат- (5) при этом рица. M[wk | yk ] = Wk [ yk* − Fkˆk k−1] , Для этого у клетки Pk( r) определяется ведущий +1,3 элемент путем сравнения максимальных ее элементов, где стоящих на диагонали и вне диагонали: Wk = Sk [Fk Pk k−1FkT + Rk ]−1. 6

№ 4 (97) апрель, 2022 г.  k +1, = max  (r) ,  (r) = max  (r) В случае, если симметричная матрица Pk+1 по- k +1,ii k +1,s k +1,ij k in k in,i jn рядка n имеет ранг r  n и параметр регуляризации .(9) взят  = 0 , то в регуляризованном методе Холец- Если  (r)   (r) и  (r)   , то у кого [17, 22], будет сделано ровно r шагов фактори- k +1, k +1,s k +1, зации и матрицы Pk(+r)1 меняются местами  -е строка и Pk +1, = Pk+1, P+ = B(r )U + Iˆ(U + )T BT , столбец с (k +1) -ми строкой и столбцом соответ- k +1 r r (r) ственно. где После перестановок определяется матрица Pk+1, = UˆT IˆUˆ , Pk(+r+11) , которая отличается от полученной после Uˆ  = U l B(l) , перестановок Pk(+r)1 только элементами клетки Ul = ( P(r)  P(r) 2 ) , B(l ) = Bl ...B1 , Bi =I. k +1,1 k +1, Pk(+r)1,3 = (dk(r(+r)1),k)+T1 d (r)  , (10) Если дополнительно Pk+1 – неотрицательно- принимающей вид (11) Wk  определенная матрица, то ведущим элементом явля-   (r) 1/ 2  (r)  ется диагональный элемент, Iˆ является единичной  k +1,k +1 Pˆ k(  r +1)  матрицей и тем самым +1,3  0 , Pk +1, = U rTU r = Pk +1, P+ = U + (U + )T . k +1, r r где  (r) =  d sign(r) −1/2 (r) ,( r ) Приведенные алгоритмы позволяют стабилизи- k +1,k +1 ровать процедуру обращения матриц при оценивании k +1,k +1 состояния стохастических объектов и тем самым повысить точность определения входного воздей- Pk(+r+1,13) = W3(r) − (k(r+)1,k+1)−1(d (r) )T d (r) . Затем ствия при возмущении параметров объекта и наблю- дателя. делается переход к следующему шагу факторизации. Список литературы: 1. Akhmedov I.G’., Muxitdinov M., Umarov I., Ibragimova Z. Assessment of the effect of sedibles from sokhsoy river to kokand hydroelectric power station //InterConf. – 2020. 2. B.Sh.Rizaev, A.T.Mamadaliyev, М.Б.Мухитдинов, А. Одилжанов. Анализ эффективности использования по- рыстых заполнителей для лёгких бетонов. Экономика и социум 2022 №2(93) С. 1-7. 3. B.Sh.Rizaev, A.T.Mamadaliyev, М.Б.Мухитдинов, А. Одилжанов. Влияние агрессивных сред на долговечность легкого бетона. Universum:// Технические науки:электрон научн. журн. 2022. № 2(95). 4. B.Sh.Rizaev, A.T.Mamadaliyev, М.Б.Мухитдинов,М.А. Мухторалиева Прочностные и деформативные свойства внецентренно-сжатых железобетонных колонн в условиях сухого жаркого климата. Матрица научного познания. 2-2/2022г.27-40 с. 5. B.Sh. Rizaev, A.T. Mamadaliyev, М.Б. Мухитдинов. Shrinkage deformations of concrete in natural conditions of the republic of Uzbekistan. Universum:// Технические науки:электрон научн. журн. 2022. №2(95). 6. D.T. Kodirov,. F.M. Kodirova,. B. Xaydarov Algorithms For Stable Estimation Of The Extended State Vector Of Controlled Objects . Solid State Technology. 2020. 7. Абдуманнопов Н.А. и др. Модернизация кольцевой печи для обжига строительного кирпича //Научное знание современности. – 2018. – №. 12. – С. 25-29. 8. Акбаров А.Н. и др. Обжиг кирпича твёрдым топливом взамен газа //Научное знание современности. – 2018. – №. 4. – С. 40-43. 9. Алимджанова Д.И. и др. ВОДОУГОЛЬНОЕ ТОПЛИВО НА ОСНОВЕ БУРОГО УГЛЯ АНГРЕНСКОГО МЕ- СТОРОЖДЕНИЯ //Universum: технические науки. – 2021. – №. 3-2 (84). – С. 68-72. 10. Алимджанова Д.И., Муйдинова Н.К. К. Повышение эффективности горения угольного топлива в кольцевой печи для обжига строительного кирпича //Universum: технические науки. – 2020. – №. 4-1 (73). – С. 67-71. 11. Алимджанова Д., Акбаров А., Муйдинова Н.К. Способ повышения эффективности горения угольного топлива в кольцевой печи. Issues of modern education in the condition of globalization. Collection international scientific conference. – 2017. 7

№ 4 (97) апрель, 2022 г. 12. Алифанов О.М., Артюхин Е.А., Румянцев С.В. Экстремальные методы решения некорректных задач, М.: Наука, 1988. 13. Бакушинский А.Б., Гончарский А.В. Некорректные задачи. Численные методы и приложения. М.: Изд-во МГУ, 1989. 14. Браммер К., Зиффлинг Г. Фильтр Калмана - Бьюси. - М.: Наука, 1982. -200 с. 15. Васин В.В., Агеев А.Л. Некорректные задачи с априорной информацией. Екатеринбург, Наука, 1993. 16. Денисов А.М. Введение в теорию обратных задач, М.: Изд-во МГУ, 1994. 17. Кодиров Д.Т., Кодирова Ф.М. Алгоритмы совместного оценивания вектора состояния и параметров динамических систем //Universum: технические науки. – 2021. – №. 7-1 (88). – С. 66-68. 18. Крутько П.Д. Обратные задачи динамики в теории автоматического управления. –М.: Машиностроение, 2004. – 576 с. 19. Лоусон Ч., Хенсон Р. Численное решение задач метода наименьших квадратов / Пер. с англ. –М.: Наука. гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. –232 с. 20. Фильтрация и стохастическое управление в динамических системах. / Под ред. К.Т. Леондеса. Пер. с англ., - М.: Мир, 1980. - 407 с. 21. Хамидов А.И., Мухитдинов М.Б., Юсупов Ш.Р. Физико-механические свойства бетона на основе безобжиговых щелочных вяжущих, твердеющих в условиях сухого и жаркого климата. – 2020. 59-67. 22. Холходжаев Б.А. Алгоритм устойчивого восстановления входных сигналов в динамических системах // ТГТУ Вестник №4, 2018 й., с .54-57. 8

№ 4 (97) апрель, 2022 г. РАЗЛИЧНЫЕ ПОДХОДЫ К СИСТЕМНОМУ АНАЛИЗУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ Эшанкулов Хамза Илхомович доцент, Бухарский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Тошбоева Гулжахон Уткир кизи магистрант, Бухарский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Бухара Салимова Мухлиса Насим кизи магистрант, Бухарский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Бухара DIFFERENT APPROACHES TO SYSTEM ANALYSIS AND DESIGN Hamza Eshankulov Associate Professor, Bukhara State University, Republic of Uzbekistan, Bukhara Gulzhakhon Toshboeva Master's student, Bukhara State University, Republic of Uzbekistan, Bukhara Mukhlisa Salimova Master's student, Bukhara State University, Republic of Uzbekistan, Bukhara АННОТАЦИЯ В статье приведён анализ подходов к системному анализу и проектированию. Рассмотрены различные методы разработки информационных систем. Системный анализ - это процесс сбора и интерпретации фактов, выявления проблем и разложения системы на ее компоненты. Системный анализ проводится с целью изучения системы или ее частей с целью определения ее целей. Это метод решения проблем, который улучшает систему и гарантирует, что все компоненты системы работают эффективно для достижения своей цели. Проектирование системы фокусируется на том, как достичь цели системы. ABSTRACT The article provides an analysis of approaches to system analysis and design. Various methods of information systems development are considered. System analysis is the process of collecting and interpreting facts, identifying problems and decomposing a system into its components. System analysis is carried out in order to study the system or its parts in order to determine its goals. It is a problem solving method that improves the system and ensures that all components of the system work efficiently to achieve their goal. System design focuses on how to achieve the goal of the system. Ключевые слова: системный анализ, методология разработки, гибкий подход, традиционные методы. Keywords: system analysis, development methodology, flexible approach, traditional methods. ________________________________________________________________________________________________ Введение (SDLC - Software development lifecycle), в рамках общей методологии разработки систем. SDLC вклю- При разработке информационных систем боль- чает в себя такие этапы, как планирование, анализ, шинство организаций используют стандарт шагов, называемый жизненным циклом разработки систем __________________________ Библиографическое описание: Эшанкулов Х.И., Тошбоева Г.У., Салимова М.Н. РАЗЛИЧНЫЕ ПОДХОДЫ К СИСТЕМНОМУ АНАЛИЗУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13520

№ 4 (97) апрель, 2022 г. проектирование, внедрение и обслуживание. В ос- методы предполагают, что изменения неизбежны и нове разработки систем, анализа и проектирования должны осуществляться на протяжении всего цикла лежат второй и третий этапы SDLC. Этап анализа разработки продукта [6]. Люди, исполняющие эти обычно требует тщательного изучения существую- роли, более важны, чем роли, которые они испол- щей системы, которое продолжается двумя подэта- няют. Фаулер считает, что каждый талантливый пами: определение требований и анализ. человек привносит что-то уникальное в команду разработчиков, и не согласен с применением инже- Процесс определения требований обычно вклю- нерных принципов, рассматривающих людей как чает в себя тщательное изучение существующих взаимозаменяемые единицы. ручных и компьютеризированных систем, которые могут быть заменены или улучшены в рамках про- Гибкие методологии способствуют самоадапти- екта. Процесс исследования анализа обычно вклю- руемым процессам разработки программного обес- чает аналитиков для изучения структурных требова- печения. Ожидается, что процесс, используемый для ний в соответствии с взаимосвязями компонентов и разработки программного обеспечения, со временем устранения избыточности. будет совершенствоваться и улучшаться. Улучше- ния выполняются посредством процесса обзора, свя- 1. В целях улучшения процессов системного занного с компиляцией итераций. Гибкие методоло- анализа и проектирования были разработаны раз- гии подходят не для каждого проекта. Фаулер реко- личные подходы. Традиционный водопадный под- мендует гибкий или адаптивный процесс, если ваш ход фокусируется на разделении проекта на не- проект включает в себя: непредсказуемые или дина- сколько этапов. мические требования, ответственных и мотивиро- ванных разработчиков, а клиенты поймут процесс и 2. Гибкий подход фокусируется на самоадапти- будут вовлечены. рующихся процессах с упором на индивидуальные таланты. Объектно-ориентированный анализ и проекти- рование (OOAD). 3. Объектно-ориентированный подход фокуси- руется на объединении данных и процессов в объ- Объектно-ориентированный подход рассматри- екты и разделяет итеративный подход к разработке вает систему снизу вверх. Он объединяет данные и гибкого метода. процессы (методы) в объекты. В информационной системе объектами могут быть клиенты, поставщики, Все эти подходы имеют разные преимущества и контракты и договоры аренды. Набор диаграмм или недостатки, поэтому их можно использовать для со- моделей используется для представления различных ответствия и оптимизации различных типов проектов. представлений и функций системы и широко известен как унифицированный язык моделирования (UML). Анализ Позднее объектно-ориентированный подход стано- вится известен как единый процесс, когда эти модели Традиционный водопад SDLC. Этот структури- используются вместе с определенным методом раз- рованный подход рассматривает систему сверху работки систем. вниз [4]. Это формализованный пошаговый подход к жизненному циклу разработки систем (SDLC), ко- Унифицированный процесс - это итеративный и торый состоит из фаз или действий. Действия од- поэтапный подход к разработке систем [4]. Цель ного этапа должны быть завершены до перехода к OOAD улучшить качество системы и производи- следующему этапу. По завершении каждого дей- тельность системного анализа и проектирования, ствия или фазы достигается веха, и создается доку- сделав ее более удобной. Объекты сгруппированы в мент, который должен быть одобрен заинтересован- классы, чтобы иметь общие структурные и поведен- ными сторонами перед переходом к следующему ческие характеристики. OOAD также включает ис- действию или фазе; требуется кропотливое количе- пользование наследования; это позволяет создавать ство документации и подписаний на каждой части новые классы, которые имеют общие характери- цикла разработки [2]. «Центром структурирован- стики с существующими классами. Подобно гибким ного подхода является модель процесса, которая методологиям, объектно-ориентированный подход к изображает бизнес-процессы системы, а основной разработке систем похож на подход итеративной раз- моделью, которая представляет процессы, является работки. На этапе анализа объектно-ориентированные диаграмма потока данных» [3]. модели используются для заполнения пробела между проблемой и решением. По сути, цель со- Гибкие методологии (Agile) Такие методологии стоит в том, чтобы преобразовать варианты исполь- делают акцент на людях; на личности, а не на роли, зования в модель анализа для достижения связанных которые люди выполняют. В отличие от методологии с ними целей. водопадной разработки, Agile отказывается от доку- ментации, но изначально ее трудно адаптировать, В исследовании японского учёного Сюэ, такая добавляя в модель разработки множество новых ас- модель анализа последовательно строится из шести пектов, которые сбивают с толку людей. «Методоло- шагов, и его исследовательская группа изучила эти гии Agile пытаются уловить и использовать динамику шаги с помощью описания варианта использования, изменений, присущую разработке программного чтобы определить возможные участвующие объекты обеспечения, в самом процессе разработки, а не на основе некоторых эвристик. Чтобы перейти к этапу сопротивляться вездесущей и быстро меняющейся проектирования, объектно-ориентированный дизайн среде» [7]. включает в себя процесс преобразования, который Традиционные методы требуют полной и точной спецификации требований перед разработкой; Agile- 10

№ 4 (97) апрель, 2022 г. преобразует концепции реального мира в модель ционные методы больше подходят для крупномас- программного обеспечения, которая обеспечивает штабных проектов. При близком рассмотрении модель решения. Процесс преобразования должен объектно-ориентированного подхода выяснилось, осуществляться с учетом следующих вопросов про- что объектно-ориентированный анализ требует более ектирования. Основная проблема: касается основных, длительного обучения, но после того, как он был общих и повторяющихся проблем при разработке изучен и освоен, объектно-ориентированные анали- системы. Например, разлагает систему, распределяет тики показали лучшие результаты, чем испытуемые, объекты, диспетчеризирует процесс управления и работающие на диаграммах потоков данных, при составляет компоненты. Проблема качества: касается анализе системы [1]. того, как улучшить нефункциональные требования. Проблема компромисса: касается того, как разрешить Однако, сравнивая три подхода: традиционный, конфликтующие требования. гибкий и объектно-ориентированный подход, нет четкого ответа, какой подход лучше, поскольку все Также важно отметить, что объектно-ориенти- они имеют разные преимущества и недостатки. рованная модель не имеет общепринятых стандар- В зависимости от потребности и готовности пред- тов. Таким образом, эти модели очень существенно приятий инвестировать в свой конкретный проект меняются от одного развития к другому, неизбежна трудно сказать, какой подход принесет наилучший некоторая изменчивость в содержании и структуре результат. В целом SDLC можно рассматривать как моделей анализа [8]. инструменты, подобные языкам программирования, базам данных, средам промежуточного программного При сравнении традиционных методов и обеспечения или любой другой технологии. Работает объектно-ориентированного метода фазы этих под- это или нет, зависит от вашей компании, ваших людей, ходов не совпадают, поскольку унифицированный ваших процессов и процедур, вашей истории и всего подход представляет собой двумерную модель по остального. сравнению с традиционной одномерной водопадной моделью. Для унифицированной модели процесса Выводы все этапы SDLC проверяются, чтобы разработчики удовлетворяли требованиям в каждом этапе. В каждом Подходы SDLC, рассмотренные выше, имеют приращении «действия одной фазы преобладают разные способы реализации и детали процесса. Тра- над другими, в результате чего усилия по разработке диционный подход, возможно, является наиболее систем перемещаются от зарождения к разработке, простым методом системного анализа и проектиро- от разработки к построению и от построения к пере- вания даже для небольших проектов; гибкие методы ходу» [3]. При сравнении гибких методов и тради- могут быть более желательны. Однако, если целью ционных методов, гибкие методы кажутся более проекта является масштабируемость проекта и повтор- подходящими для небольших проектов ИС, а тради- ное использование компонентов, лучшим выбором может быть объектно-ориентированный подход. Список литературы: 1. Ван С. Два метода анализа МИС: экспериментальное сравнение// Журнал образования для бизнеса. С. 136. 1996. 2. Гейб М. Пересмотр проверенных процессов разработки// Ипотечное банковское дело, №71 (12). С. 88-89. 2011. 3. Мохаммад Р. Дилемма между структурированным и объектно-ориентированным подходами к системному анализу и проектированию// Журнал компьютерных информационных систем. С. 32-42. 2006. 4. Харрис А., Ланг М., Оутс Б. & Seau K. Системный анализ и проектирование: неотъемлемая часть образования в области ИС// Журнал образования информационных систем. С. 241-248. 2011. 5. Хоффер Дж., Джордж Дж., Валачич Дж. Анализ и проектирование современных систем/ Прентис Холл: США. 2006. 6. Цао Л., Рамеш Б. Гибкая разработка программного обеспечения: специальные практики или надежные принципы // Компьютерное общество IEEE. С. 41-47. 2007. 7. Эриксон Дж. Гибкое моделирование, гибкая разработка программного обеспечения и экстремальное программирование: состояние исследований// Журнал управления базами данных. С. 88-100. 2005. 8. Briand L., Labiche Y. Основанный на UML подход к системному тестированию// Модель системы программного обеспечения: №1, С. 10-42. 2002. 11

№ 4 (97) апрель, 2022 г. МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЛИТЫХ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ Асатиллаев Йулдашали Маликович канд. техн. наук, доцент, Наманганский инженерно-строительный институт, Республика Узбекистан, г. Наманган E-mail: [email protected] Аблажевич Михаил Евгеньевич студент, Наманганский инженерно-строительный институт, Республика Узбекистан, г. Наманган E-mail: [email protected] FEATURES OF CHOICE OF CUTTING MODES FOR PROCESSING CAST BODY PARTS Yuldashali Asatillaev Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Namangan Engineering - building Institute, Republic of Uzbekistan, Namangan Mikhail Ablajevich Student, Namangan Engineering - building Institute Republic of Uzbekistan, Namangan АННОТАЦИЯ В статье рассмотрены особенности выбора режимов резания для обработки чугунных материалов. Произведен расчет режимов резания аналитическим методом для фрезерования детали «Корпус дифференциала». Приведены 3д модель детали, рабочий чертеж и эскиз обработки. В соответствии с расчетами режимов резания проведены исследования влияния скорости резания на работоспособность режущего инструмента. ABSTRACT The article discusses the features of the choice of cutting conditions for the processing of cast iron materials. The calculation of cutting conditions by the analytical method for milling the part \"Differential housing\" was carried out. A 3D model of the part, a working drawing and a processing sketch are given. Accordingly, the calculation of cutting conditions was carried out to study the effect of cutting speed on the performance of the cutting tool. Ключевые слова: режимы резания, корпус дифференциала, серый чугун, скорость резания, подача, глубина резания, стойкость, износ. Keywords: cutting conditions, differential housing, gray cast iron, cutting speed, feed, depth of cut, tool life, wear. ________________________________________________________________________________________________ Введение Режим резания – определяет условия протека- ния процесса резания Качество изготовления деталей машин зависит от рационального проведения процессов обработки совокупность числовых значений глубины реза- резанием. Обработка резанием – это технологический ния, подачи, скорости резания, геометрических па- процесс изготовления деталей, заключающийся в раметров и стойкости режущей части инструментов, образовании новых поверхностей отделением по- силы резания, мощности и другие параметры про- верхностных слоев материала с образованием цесса резания зависят его технико – экономические по- стружки. Обработка резанием ведется с технически казатели [1]. и экономически обоснованными режимами резания. __________________________ Библиографическое описание: Асатиллаев Й.М., Аблажевич М.Е. ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЛИТЫХ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13516

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Объект исследования ножами, оснащенными пластинами из твердого При изучении процесса резания перед нами по- сплава по ГОСТ 9473-80, диаметром D = 200 мм, ставлена задача, выбор рациональных значений ре- внутренний диаметр d = 50мм, число зубьев Z = 20. жима резания взаимосвязанных параметров и харак- Материал режущей части фрезы – твердый сплав теристик режущего инструмента с обрабатываемой ВК6 (табл. 3, с. 187) [3]. заготовкой, и на протекание которых влияют свой- ства материала заготовки, подвергаемого обработке Рисунок 3. Эскиз обработки резанием. Выбор режима резания выполняют на основа- Припуск снимаем четырех кратно, t = h = 6мм. нии исходных данных: чертежа детали, материала Назначаем подачу на зуб фрезы (табл. 33, с. 283) и габаритных размеров заготовки, вид обработки, материала и геометрии режущего инструмента и Sz = 0,20…0,29 мм/зуб, принимаем наибольшее зна- требуемой точности обработки. чение Sz = 0,29 мм/зуб. Назначаем период стойкости Для проведения исследования расчитываем ре- фрезы (табл. 40, с. 290) [5,6], по нормативами при- жимы резания при фрезеровании для обработки де- тали «Корпус дифференциала». Деталь представляет нимаем период стойкости Т = 240 мин. собой Корпус, выполненный из серого чугуна марки СЧ15 твердостью 165 НВ, метод получения заго- Определяем скорость главного движения резания товки литье по выплавляемым моделям. Обра- согласно с режущими свойствами фрезы из формулы ботка – черновая по корке. Деталь «Корпус дифференциала», которая прини- и = С D q K , м / мин мает крутящий момент от шестерни главной передачи, T mt x S z y Bu z p через оси сателлитов и сами шестерни – сателлиты и передает его на полуосевые шестерни. Зд модель Подбираем из табл. 39 (с. 288) коэффициенты и рабочий чертеж детали указаны на рисунке 1. и показатели степеней формулы для серого чугуна с 165НВ, торцовой фрезы и материала режущей части – Рисунок 1. 3д модель детали «Корпус сплава ВК6 (с последующим учетом поправочных дифференциала» коэффициентов) Сϑ = 445, qϑ = 0,2, xϑ = 0,15, yϑ = 0,35, Теоретические расчеты элементы uϑ = 0,2, Pϑ = 0, m = 0,32. режима резания Учитываем поправочные коэффициенты на ско- По последовательностям исследования проведем рость резания Кмϑ (по табл. 1, с. 261). расчеты аналитическим методом согласно принятых значений режимов резания. К м =  190  n ,  НВ  Операция. Вертикально-фрезерная. Соответственно по конструкциям обрабатывае- nϑ = 1,25 (табл. 2, с. 262), соответственно, Кмϑ = мой детали осуществляемая операция фрезерование поверхности 7 будет производиться на вертикальном 0,69. фрезерном станке модели 6Р11Ф3-1[2]. Скорость главного движения резания ϑu = Определяем диаметр фрезы соответственно фрезеруемой поверхности В=140 мм, согласно из 71 м/мин. формулы Частота вращения шпинделя, соответствующая D = 1,6  B = 1,6 140 = 224мм, найденной скорости главного движения резания по следующим образом тогда, принимаем (по табл. 94, стр.187, СТМ. Т2, А.Г. Косилова) [3,4] торцовую фрезу со вставными n = 1000и , мин−1 D где ϑ - скорость резания, м/мин, D - диаметр фрезы, мм. Расчетная значения n = 148 мин –1 частоту вра- щения шпинделя по станку принимаем действитель- ную частоту вращения nД = 160 мин –1 13

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Действительная скорость главного движения Рисунок 4. Зона износа задней поверхности резания лезвий зубьев фрезы Д = Dn Д , м / мин В процессе резании одновременно участвуют главные лезвия на цилиндрической части и вспомо- 1000 гательные лезвия на торце зубьев фрез, больший из- нос наблюдалось на угловом переходе и измерение Определяем скорость движения подачи (минутная износа обозначили по значению hз.у на уголке [7,8]. подача Sм) ϑs = Sмznд мм/мин. Принимаем величину ϑs по данным станка, ее действительное значение По результатам измерения значений износа hз.у ϑs = 450 мм/мин. проведенные через определенные интервалы вре- мени, мы построили кривые износа в графической Действительное значение подачи на зуб фрезы форме в зависимости hз.у(τ). Из графика (рис. 5) можно определить влияние изнашивания лезвий зубьев SzД = s , мм / зуб. фрез элементов режимных параметров ϑ, Sz, t и кон- структивных параметров B, D, z. Следовательно, znД окружная сила при фрезеровании тоже будет зависеть от материала заготовки и материала инструмента. Из формулы значения подачи на зуб фрезы Рисунок 5. Графики критериев износа зубьев фрез SzД = 0,22 мм/зуб. при различных значениях скоростей резания Основное время обработки: В проведенном эксперименте и на основании To = l рез + у + lдоп , мин. построенных по результатам кривых износа задних Sм поверхностей определяется зависимость стойкости фрез от скорости резания. Стойкость фрез обознача- lрез – длина резания, мм ется на основе принятых критериев равного или опти- мального износа. Критерий равного износа оставляет y = 0,5(D − (D2 − B2 )0,5 ) + 3, существенные неиспользованные резервы ресурса ин- струмента при малых скоростях резания. Назначении y- величина подвода, врезания и перебега ин- критерием оптимального износа это реализовать потенциальный ресурс фрез. Оптимальный износ струмента, мм обозначен кружками на графике кривых износа. При использовании полученных зависимостей фрезы lдоп – дополнительная длина рабочего хода, могут иметь разброс значений физико – механических в данном случае ������доп = 0, так как деталь простая свойств, на кривых износа он отмечен знаком тре- угольник [9,10]. i - число рабочих ходов. To = 848+ 5 = 7,1мин. 120 Как видно из расчетов, скорость резания обеспе- чивают качества обработки при заданную стойкость инструмента, определяет ряд значений элементов глубина резания, подача и свойства обрабатываемого материала приведена в таблице 1. Анализ полученных данных исследования При обработке корпуса образующаяся стружка мало трется о переднюю поверхность фрезы, по- этому изнашиванию подвергаются задние поверхно- сти главных лезвий на цилиндрической части и вспомогательных лезвий на торцевой части зубьев фрез (рис. 4). 14

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Таблица 1. Результаты проведенных опытов Время Износ Режим резания Длина Коли Польный резания по задней одного чество период № до замера поверхно- глубина подача скорость частота прохода L, переточек износа W, сти hз, мм резания t, вращения стойкости на зуб Sz, резания ϑ, шпинделя n, мм k мин мм фреза ������Т, мм/зуб, м/мин об/мин мин 17 0,01 1,5 0,22 72 160 145 1 120 27 0,01 1,5 0,22 72 160 145 3 6,3 0,03 1,5 0,22 72 160 145 4 5,9 0,03 1,5 0,22 72 160 145 Заключение С увеличением скорости резания интенсивность изнашивания возрастает и кривые износа поднима- Можем сделать вывод, что режимы резания не ются круче вверх и постепенно смещаются влево, зависят от метода получения заготовки (литье, причем продолжительность резания до начала уско- штамповка и т.д.). Они зависят от материала заготовки ренного износа сокращается. и его качества и от материала режущей части инстру- мента. Список литературы: 1. Технология машиностроения: учебник для студ. высш. учеб. заведений/ [Л.В. Лебедев, В.У. Мнацаканян, А.А. Погонин и др.]. - М. :Издательский центр \"Академия\", 2006. - 528 с. 2. Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х т. Т.1/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. 656 с., ил. 3. Кувалдин Ю.И. Расчет припусков и промежуточных размеров при обработке резанием: учебное пособие для практических занятий, курсового и дипломного проектирования / Ю.И. Кувалдин, В.Д. Перевощиков. Киров: Изд-во ВятГУ, 2005. - 163 с. 4. Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х т. Т.2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. 496 с., ил. 5. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металло- режущих станках. Часть 1. Изд. 2-е. М.: Машиностроение, 2001. 236 с. 6. Кишуров В.М. Назначение рациональных режимов резания при механической обработке: учебное пособие. – 2-е изд., перераб. и доп./ В.М.Кишуров, П.П.Черников, Н.В.Юрасова. Издательство «Лань», 2018. – 216 с. 7. Malikovich A.Y. (2021). Methods for Optimizing the Dynamic Characteristics of the Main Elements of Machine tools during Cutting. Design Engineering, 11104-11111. 8. Malikovich A.Y. (2021). Analysis of Plastic Deformation of the Cut Layer. International Journal of Innovative Anal- yses and Emerging Technology, 1(5), 57-59. 9. Malikovich A.Y. (2022, March). Features of the technology of cutting worms with a cutter on cnc machines. In Conference Zone (pp. 11-13). 10. Malikovich A.Y. (2022, March). Development of the technological process of manufacturing and devices for technical support of the body part. In Conference Zone (pp. 9-10). 15

№ 4 (97) апрель, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.97.4.13333 ВЛИЯНИЕ ВРАЩЕНИЯ СУШИЛЬНОГО БАРАБАНА НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА Ахунбаев Адил Алимович канд. техн. наук, доц., Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана. E-mail: [email protected] Хусанбоев Мухаммадбобир Алишержон угли ассистент, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] THE INFLUENCE OF THE ROTATION OF THE DRYER DRUM ON THE DISTRIBUTION OF THE MATERIAL Adil Axunbaev PhD, Associate Professor, Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana Mukhammadbobir Khusanbayev Assistant of Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana АННОТАЦИЯ В статье проанализированы влияние скорости вращения на параметры движения материалов в сушильном барабане: степень распределения материала по поперечной поверхности аппарата, среднее время его пребывания в аппарате и степень загрузки. В качестве модельного материала в опытах использовали минеральное удобрение, произведенное в суперфосфатном цехе цеха АС-72 АО “Farg’onaazot”. ABSTRACT The article analyzes the effect of rotation speed on the parameters of movement of materials in a drying drum: the degree of material distribution over the transverse surface of the apparatus, the average time of its stay in the apparatus and the degree of loading. As a model material in the experiments, we used a mineral fertilizer produced in the superphosphate shop of the AS-72 shop at Farg'onaazot JSC. Ключевые слова: сушильный барабан, степень распределения, среднее время пребывания, степень загрузки, длина падения, минеральное удобрение. Keywords: dryer drum, distribution degree, average residence time, load degree, fall length, mineral fertilizer. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Наиболее распространенный вид оптимизация гидродинамических параметров и сушки - это метод конвективной сушки, который минимизация энергозатрат. Поэтому вопросы отличается простотой конструкции барабанных определения и обоснования оптимальных параметров сушилок, используемых в этом процессе, высокой в этом типе устройств являются актуальными. Было производительностью работы и универсальностью. проведено множество исследований для определения Поэтому использование этих сушильных аппаратов оптимальных параметров этих факторов [1-4]. в различных отраслях экономики растет, но у этого Однако представленные данные о характере типа сушилок есть и определенные недостатки. распределения материала в сушилке и временных Например, можно упомянуть сложность обеспечения параметров различны и порой противоречать друг интенсивности сушки, рациональное использование другу. теплоносителя, используемого для сушки, __________________________ Библиографическое описание: Ахунбаев А.А., Хусанбоев М.А. ВЛИЯНИЕ ВРАЩЕНИЯ СУШИЛЬНОГО БАРАБАНА НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13333

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Сушильный барабан состоит из цилиндрического рассмотренных вариантов наиболее важными корпуса, наклоненного относительно горизонта, являются: обрабатываемый продукт загружается с одного конца и выгружается с другого конца. Количество • обеспечить равномерное распределение тепла, необходимое для сушки материала, распыляемого насадками материала по сечению определяется использованием противоположно или барабана; параллельно направленного горячего воздуха. Для улучшения контакта материала с горячим воздухом • повысить коэффициент заполнения барабана внутри цилиндрического барабана установлены материалом; специальные насадки. При вращении барабана частицы продукта поднимаются вверх насадками по • увеличить время пребывания в зоне сушки внутренней стенке барабана и разбрасываются в частиц материала. поток горячего воздуха в виде дождя из твердых частиц с определенной высоты. Основная часть Знание количество материала в насадке, коли- процесса сушки осуществляется при прохождении чество материала, распыляемого из насадок, очень этих твердых частиц через поток горячего воздуха. важно при определении оптимального коэффициента Поэтому интенсивность процесса сушки зависит, загрузки аппарата. Тот факт, что количество мате- от того что, насколько насадки равномерно риала в барабане меньше оптимального значения, распределяют материал по оси аппарата и насколько приводит к снижению его производительности. равномерно распыляется материал по поверхности И наоборот, избыток материала приведет к поперечного сечения барабана. образованию в аппарате слоя, не участвующего в процессе сушки, и перегрузит аппарат. Это приводит Исследователями были предложены и изучены к снижению интенсивности процесса сушки и различные конструкции барабанных насадок [5-7]. излишним энергозатратам. Если насадка выбрана без Движение высушиваемых частиц внутри вращаю- учета свойств материала в технологической бара- щегося барабана зависит от конструкции насадки и банной сушилке, если ее конструкция недостаточно параметров ее работы. Это создает сложности при адаптирована к высушиваемому продукту, это математическом моделировании движения диспер- приведет к ряду недостатков при распределение сных материалов. Движение частиц в барабане очень материала. Р.Ж.Тожиев и его сотрудники проанали- сложное, при этом частицы скользят и перекаты- зировали негативную ситуацию при распределение ваются в самой насадке, а при разлете частиц из материала в поперечном сечении поверхности бара- насадки они ударяются друг о друга и движутся бана в сушилке, оснащенной Г-образной насадкой [2]. неравномерно из-за столкновений с движущимся Исследователи отмечают следующие негативные потоком воздуха. После этого частицы, падающие последствия: из насадки, сталкиваются со слоем движущегося материала, который перекатывается внизу барабана Во-первых, неравномерное рассеивание мате- и перемешивается [1]. риала из насадок в сушилке создает открытые зоны в дожде распределяемого продукта по сечению Хотя простота, высокая эффективность и барабана. Образование этой зоны способствует универсальность конструкции барабанных сушилок свободному проходу потока горячего воздуха и следо- позволяют широко использовать их в различных вательно, снижает количество тепла, получаемого отраслях народного хозяйства, есть такие вопросы, высушиваемым материалом и снижает интенсивность как равномерное распределение высушиваемого процесса сушки. материала в потоке горячего воздуха, рациональное использование горячего воздуха и минимизация Во-вторых, наличие открытой зоны по попе- энергопотребления по-прежнему требуют исследо- речному сечению сушилки увеличивает расход ваний. теплоносителя, что в свою очередь увеличивает вынос мелкодисперсных частиц материала потоком Аналитический метод исследования. Для теплоносителя, что приводит к повышению моделирования этих процессов исследователи температуры отходящих газов и неэффективному предложили различные модели. Процессы тепло- и расходу теплоносителя при сушке. массообмена можно интенсифицировать за счет улучшения условий контакта высушиваемого Еще одним важным параметром, определяющим материала и теплоносителя. Для этого требуется процесс сушки, является среднее время пребывания распределительное устройство, позволяющее материала в аппарате. Первым, кто определил это равномерно распределять материал по всей время, были S.J. Friedman и W.P. Marshal По резуль- поверхности барабана. Этого можно достичь за счет татам лабораторных исследований барабанной су- более полного использования энергии горячих газов шилки диаметром 0,203 м и длиной 1,2 м с исполь- для улучшения процессов тепломассообмена между зованием кварцевого песка с гранулометрическим газом и твердой фазой в сушильном барабане. составом 2÷10 мм предлагается следующее эмпири- Решение этой проблемы достигается за счет ческое уравнение для изменения материала во вре- увеличения поверхности контакта и времени между мени в аппарат в зависимости от скорости вращения газом и твердой фазой. Среди различных барабана и от угла наклона барабана [6]: τ = 0, 294Lб (1) Dб n 0,9 tgα 17

№ 4 (97) апрель, 2022 г. На основании исследований S.J. Friedman и прежде всего, в том, что ее выливающаяся часть ма- W.P. Marshal, E.B.Arruda [7-10] предложил уточнен- териала образует определенный уклон, что обеспе- ное уравнение для определения времени пребывания: чивает резкое сокращение открытых зон в сушилке. Также, детали установлены на полукруглой конструк- τ = Lt  0.1962  0.00036Gf  (2) ции, что предотвращает застревание (залипание) ма-   териала в насадке.  αN 0.9 D G s d 0.5  R P Проведены экспериментальные исследования для проверки результатов теоретических предположений где: G s - расход твердого вещества (кг/мин), и сравнение степени распределения материала по G f - расход газа (кг/мин), d p - диаметр частицы (м), поперечной поверхности аппарата, распыляемого на D - диаметр сушилки (м), и L t - его длина (м), α – барабанной сушилке по сравнению с другими типами в радианах, N R - в об/мин. насадок. В качестве модельного материала при проведении опытов использовали суперфосфатное Второй член уравнения E.B.Arruda отрицателен минеральное удобрение, произведенное в цехе для параллельного потока и положителен для проти- суперфосфата цеха АС-72 АО «Farg’onaazot». вотока и, таким образом, представляет член сопро- Согласно технологическому регламенту производства тивления воздушного потока. В работе E.B. Arruda супперфосфатных минеральных удобрений цеха использован барабанный аппарат прямоточного АС-72М АО «Farg’onaazot» влажность удобрения типа. 10 % по ГОСТ 20851.4, гранулометрический состав удобрения по ГОСТ 21560.1 должен содержать Методика проведения эксперимента 30% частиц размером менее 1 мм и 70% частиц размерами 1 ÷ 6 мм. Нами, в качестве перспективного варианта пред- ставлена конструкция насадки, состоящая из двух На кафедре «Технологические машины и обору- частей. На основании этого была разработана улуч- дование» Ферганского политехнического института шенная схема конструкции насадки. На рисунке 1 кон- была разработана лабораторная барабанная сушилка структивная схема сушильного барабана и на ри- Ø 0,4×2,0 метра для сушки минеральных удобрений сунке 2 представлена фотография насадки и схема и проведены эксперименты (рисунок 3). Экспе- установки насадки на барабан. Преимущество на- рименты проводились в два этапа. садки перед существующими конструкциями состоит, 1-корпус сушилки; 2-поддон; 3-вентилятор; 4-калорифер; 5-насадка; 6-двигатель; 7-редуктор; 8-опорный ролик; 9-бункер для продукта; 10-манометр; 11-анемометр; 12-термометр; 13-ЛАТР; 14-вытяжная труба; 15-бункер выгрузки продукции. Рисунок 1. Конструктивная схема барабанной сушилки 1-корпус барабана; 2-первая часть насадки; 3-вторая часть насадки Рисунок 2. Схема установки предлагаемой насадки на барабан 18

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 3. Общий вид барабанной сушилки Для определения наиболее оптимальной путем фотографирования степени наполнения конструкции барабанных насадок были проведены поперечной поверхности со стороны барабана. исследования с L-образным плоской насадкой, парал- Пример фотографии при определении степени лельной оси вращения аппарата, трехсоставной заполнения поперечного сечения барабана приведен насадкой под углом к оси вращения аппарата и на рисунке 4, а полученные значения степени U-образной насадкой состоящей из двух частей, заполнения в процентах от общего сечения барабана параллельных оси вращения барабана. Поперечная приведены в таблице 1. поверхность наполнения барабана определяли Рисунок 4. Образец фото для определения степени наполнения поперечной поверхности со стороны барабана Таблица 1. Полученные значения при определении степени заполнения сечения барабана, % Диаметр барабана Скорость врашения Степень заполнения сечения барабана, % D, м барабана об/мин L-образная плоская Трехсоставная U-образная 0,4 насадка 0,4 насадка насадка 0,4 0,4 2,5 55 58 71 3,0 56 59 73 3,5 58 61 73 4,0 58 63 75 Анализируются результаты этих исследований Исследование предлагаемой насадки позволило можно сделать вывод, что в данном случае по сделать следующий вывод: обеспечить равномерное равномерности распределения материала по распределение сушильного материала по сечению поперечному сечению барабана U-образная насадка барабана можно с помощью новых типов внутренних показывает явное преимущество, поскольку в этом распределительных устройств, так как существующие случае покрытие поверхности барабана по конструкции не могут полностью решить эту задачу. распределению материала было более высоким, чем Использование существующих конструкций только при использовании насадок других типов. увеличивает расход транспортируемого материала, но между ними остается «мертвая» зона, где нет 19

№ 4 (97) апрель, 2022 г. тепло- и массообмена между газом и частицами. n=3,0-6,0 об/мин, с шагом 1,0 об/мин, произ- В ходе опытов определяли среднее время пребывания водительность установки варьировалась в пределах минерального удобрения в лабораторной установка Gм=0,02-0,05 кг/с с шагом 0,01 кг/с и угол наклона при различных значениях числа оборотов барабана барабана относительно горизонта составил α=10, и угла наклона. Среднее время пребывания продукта α=20 и α=30. измеряли в лабораторной сушилке с помощью индикаторов (окрашенных частиц). В ходе опытов Результаты эксперимента представлены на определяли число оборотов барабана в диапазоне рисунках 5-10. Рисунок 5. Зависимость коэффициент наполнения W поперечного сечения барабана от производительности барабана GM при угле наклона барабана 10 1 - n = 3,0 об/мин, 2- n = 4,0 об/мин, 3- n = 5,0 об/мин, 4- n = 6,0 об/мин С помощью метода наименьших квадратов по связей следующие уравнения регрессии. Определены экспериментальным данным были получены и корреляционные ошибки (R). решены отдельно для каждой точки графических 1. Число оборотов барабана n = 3,0 об/мин; R² = 0,9692 (3) R² = 0,9524 (4) y = 210x + 62, 4 R² = 0,9846 (5) R² = 0,9783 (6) 2. Число оборотов барабана n = 4,0 об/мин; y = 200x + 64,5 3. Число оборотов барабана n = 5,0 об/мин; y = 160x + 66,9 4. Число оборотов барабана n = 6,0 об/мин; y = 300x + 64,5 Аналогичные результаты получены при других представлены на рисунках 6-7, и эмпирических значениях углах наклона барабана. Данные уравнениях (7) - (14). 20

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 6. Зависимость коэффициент наполнения W поперечного сечения барабана от производительности барабана GM при угле наклона барабана 20 1 - n = 3,0 об/мин, 2- n = 4,0 об/мин, 3- n = 5,0 об/мин, 4- n = 6,0 об/мин Эмпирические уравнения зависимости коэффи- от производительности барабана при угле наклона циент наполнения поперечного сечения барабана барабана 20. 1. Число оборотов барабана n = 3,0 об/мин; R² = 0,9797 (7) R² = 0,9999 (8) y = 170x + 64,3 R² = 0,9529 (9) R² = 0,9918 (10) 2. Число оборотов барабана n = 4,0 об/мин; y = 200x + 64 3. Число оборотов барабана n = 5,0 об/мин; y = 180x + 66, 2 4. Число оборотов барабана n = 6,0 об/мин; y = 270x + 65,3 Рисунок 7. Зависимость коэффициент наполнения W поперечного сечения барабана от производительности барабана GM при угле наклона барабана 30 1 - n = 3,0 об/мин, 2- n = 4,0 об/мин, 3- n = 5,0 об/мин, 4- n = 6,0 об/мин 21

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Эмперические уравнения зависимости коэффи- от производительности барабана при угле наклона циент наполнения поперечного сечения барабана барабана 30. 1. Число оборотов барабана n = 3,0 об/мин; R² = 0,8333 (11) R² = 0,9524 (12) y = 100x + 66,5 R² = 0,9143 (13) R² = 0,9941 (14) 2. Число оборотов барабана n = 4,0 об/мин; y = 200x + 64,5 3. Число оборотов барабана n = 5,0 об/мин; y = 160x + 67, 4 4. Число оборотов барабана n = 6,0 об/мин; y = 260x + 65,9 Также в экспериментах были определено среднее время пребывания материала при указанных выше параметрах вращающегося барабана. Рисунок 8. Зависимость времени пребывания материала τ в барабане от производительности барабана GM при угле наклона барабана 10 1 - n = 3,0 об/мин, 2- n = 4,0 об/мин, 3- n = 5,0 об/мин, 4- n = 6,0 об/мин С помощью метода наименьших квадратов по решены отдельно для каждой точки графических экспериментальным данным были получены и связей, следующие уравнения регрессии. 1. Число оборотов барабана n = 3,0 об/мин; R² = 0,9657 (15) R² = 0,9524 (16) y = − 26x + 4,36 R² = 0,988 (17) R² = 0,9783 (18) 2. Число оборотов барабана n = 4,0 об/мин; y = − 20x + 4,85 3. Число оборотов барабана n = 5,0 об/мин; y = − 23x + 5,18 4. Число оборотов барабана n = 6,0 об/мин; y = − 30x + 6,35 Аналогичные результаты получены при других значениях углах наклона барабана. Данные пред- ставлены на рисунках 9-10, и регрессионные уравнения (19) - (26). 22

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Рисунок 9. Зависимость времени пребывания материала τ в барабане от производительности барабана GM при угле наклона барабана 20 1 - n = 3,0 об/мин, 2- n = 4,0 об/мин, 3- n = 5,0 об/мин, 4- n = 6,0 об/мин Эмпирические уравнения зависимости времени пребывания материала в барабане от производитель- ности барабана при угле наклона барабана 20. 1. Число оборотов барабана n = 3,0 об/мин; R² = 0,9627 (19) R² = 0,8824 (20) y = −19x + 3, 49 R² = 0,9846 (21) R² = 0,9888 (22) 2. Число оборотов барабана n = 4,0 об/мин; y = −15x + 3,9 3. Число оборотов барабана n = 5,0 об/мин; y = −16x + 4, 41 4. Число оборотов барабана n = 6,0 об/мин; y = − 23x + 5,18 Рисунок 10. Зависимость времени пребывания материала τ в барабане от производительности барабана GM при угле наклона барабана 30 1 - n = 3,0 об/мин, 2- n = 4,0 об/мин, 3- n = 5,0 об/мин, 4- n = 6,0 об/мин 23

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Эмпирические уравнения зависимости времени пребывания материала в барабане от производитель- ности барабана при угле наклона барабана 30. 1. Число оборотов барабана n = 3,0 об/мин; R² = 0,8963 (1) R² = 0,9846 (2) y = −11x + 2,91 R² = 0,9797 (3) R² = 0,98 (4) 2. Число оборотов барабана n = 4,0 об/мин; y = −16x + 3, 41 3. Число оборотов барабана n = 5,0 об/мин; y = −17x + 3,87 4. Число оборотов барабана n = 6,0 об/мин; y = −14x + 4, 29 Выводы. Из рисунков (5)-(7) видно, что Из рисунков (8)-(10) видно, что увеличение про- увеличение производительности барабана приводит изводительности барабана приводит к уменьшению к увеличению коэффициента распределения времени пребывания материала в барабане в материала по поперечному сечению барабана в среднем на 14-17%. Кроме того, увеличение число среднем на 8-10%. Кроме того, увеличение число оборотов вращения барабана приводит к уменьшению оборотов вращения барабана приводит к времени пребывания материала в барабане в среднем увеличению коэффициента завесы материала по на 27-38%. Полученные нами экспериментальные дан- поперечному сечению барабана в среднем на 7-8%. ные хорошо согласуются уравнением E.B. Arruda (2) по среднему времени пребывания материала в барабане. Список литературы: 1. Kemp I.C. Comparison of particles motion correlations for cascading rotary dryers //Proceedings of the 14th Inter- national Drying Symposium (IDS), São Paulo, Brazil, B. – 2004. – С. 790-797. 2. Тожиев Р.Ж. и др. Анализ процесса сушки минеральных удобрений в барабанном аппарате //Universum: тех- нические науки. – 2021. – №. 8-1 (89). – С. 31-36. 3. Fernandes N.J., Ataíde C.H., Barrozo M.A. S. Modeling and experimental study of hydrodynamic and drying characteristics of an industrial rotary dryer //Brazilian Journal of Chemical Engineering. – 2009. – Т. 26. – №. 2. – С. 331-341. 4. Юнин В.А. и др. Процесс сушки измельченного растительного материала в барабанной сушилке // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. – 2020. – №. 1 (57). – С. 335-349. 5. Алтухов А.В. Методология совершенствования и расчета барабанных сушильных агрегатов: дис. – Шымкент, 1999.–312 с. 6. Friedman S.I. RWR Marshall-Studies in Rotary Drying //Chem. Engng. Progr. Bd. – 1949. – Т. 45. – С. 482. 7. Arruda E.B. et al. Comparacao do desempenho do secador roto-fluidizado com o secador rotatorio convencional: secagem de fertilizantes. – 2008. 8. Mujumdar A.S. (2006). Rotary Drying. In Handbook of Industrial Drying (pp. 177-198). CRC Press. 9. Ахунбаев А.А. Гидродинамическая модель движения в барабанном аппарате с учетом влияния продольного перемешивания //Universum: технические науки. – 2021. – №. 9-1 (90). – С. 34-38. 10. Тожиев Р.Ж. и др. Оптимизация конструкции сушильного барабана на основе системного анализа процесса // Universum: технические науки. – 2020. – №. 11-1 (80). – С. 59-65. 24

№ 4 (97) апрель, 2022 г. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ ПИЩЕВЫХ ТРАВ В ЕСТЕСТВЕННЫХ ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Дадаев Гани Тошходжаевич Phd, Ташкентский государственный технический университет Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Сафаров Жасур Эсиргапович д-р. техн. наук, Ташкентский государственный технический университет Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] SIMULATION OF THE PROCESS OF DRYING OF FOOD HERBS IN NATURAL NATURAL-CLIMATE CONDITIONS Gani Dadaev PhD, Tashkent state technical university Republic of Uzbekistan, Tashkent Jasur Safarov DSc., Professor Tashkent state technical university Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В данной работе исследовано моделирование процесса сушки пищевых трав. Относительный вес означает не только необходимость учёта равновесного влагосодержания, но и близость временами текущего значения влагосодержания к изотерме сорбции в гистерезисной петле с возможной сорбцией влаги. Показаны эмпирические значения констант скорости сушки и их изменения во времени. Матрицы коэффициентов корреляции, показывающие взаимосвязи между константой скорости сушки и основными факторами внешней среды, свидетельствуют о том, что связь константы скорости сушки с температурой носит нелинейный характер. ABSTRACT In this paper, the modeling of the process of drying food herbs is investigated. The relative weight means not only the need to take into account the equilibrium moisture content, but also the proximity of the current value of moisture content to the sorption isotherm in the hysteresis loop with possible moisture sorption. Empirical values of drying rate constants and their changes with time are shown. Correlation coefficient matrices, showing the relationship between the drying rate constant and the main environmental factors, indicate that the relationship between the drying rate constant and temperature is non-linear. Ключевые слова: моделирование, относительный вес, скорость сушки, константа скорости сушки, корреляция, колебания, сорбция, влагосодержание, инсоляция, эффективная температура. Keywords: modeling, relative weight, drying speed, drying rate constant, correlation, fluctuations, sorption, moisture content, insolation, effective temperature. ________________________________________________________________________________________________ Изучение природных растительных ресурсов Правильно выбранный способ сушки сырья, ведется давно и интенсивно. Богатая флора может обеспечивает хорошее качество и внешний вид сырью. дать значительное количество продуктов. Однако Его выбор зависит от морфологического строения уровень использования природных растительных растений (по-разному сушат листья, плоды, цветки богатств зависит не столько от разнообразия флоры, и т.д.), с содержащимися в них биологически- сколько от степени развития науки и техники активными веществами [1]. перерабатывающей отрасли. Кривые сушки представлены на рис.1. Здесь В настоящее время, все большее внимание уде- заметны колебания относительного веса в хвостовой ляется изучению пищевых трав – бесценному дару части кривых сушки, что означает, не только необхо- природы. димость учёта равновесного влагосодержания, но и __________________________ Библиографическое описание: Дадаев Г.Т., Сафаров Ж.Э. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ ПИЩЕВЫХ ТРАВ В ЕСТЕСТВЕННЫХ ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13412

№ 4 (97) апрель, 2022 г. близость временами текущего значения влаго- содержания к изотерме сорбции в гистерезисной петле с возможной сорбцией влаги. 1-температура воздуха Ta/100oC; 2-эффективная температура на солнце Tes/100oC; 3-относительная влажность воздуха; 4,5,6-относительный вес по пробам (сплошные (расчетные) и пунктирные (экспериментальные)). Рисунок 1. Графики изменений относительного веса травы «мотор» и условий сушки по дням Однако, после тщательных экспериментов было материале в виде отношения текущей массы влаги сделано заключение о решающей при этом роли к исходной массе воды в материале [2]. деревянных ящиков, поскольку соотношение весов тары и материала составляет 10:1. В последующем, Обработка всех экспериментальных данных были использованы перфорированные металлические проводилась с использованием пакета прикладных и пластмассовые емкости, достаточно плоские, программ «MATLAB-2021». с площадью 0,2–0,5 м2. Уровень слоя материала можно приблизительно оценить, как 0,2–0,5 кг/м2. На рис. 2 приведены кинетические кривые сушки, обобщенные и осредненные по нескольким Точность результатов во многом определяется параллельным пробам. Сравнивая интенсивности правильным переходом от веса к влагосодержанию. сушки в тени с сушкой с использованием прямых При этом, как и раньше, можно попытаться осу- лучей солнца и в условиях периодической (30-7 ч) ществить экстраполяцию с помощью горизонтальной инсоляции, можно отметить разницу во времени, асимптоты, однако, особенности экспериментов в необходимую для достижения некоторого конечного меняющихся условиях делают эти методы ненадеж- значения влажности. Так, относительное влаго- ными. Переход к относительному влагосодержанию содержание wso=0,2 при сушке в тени достигается эквивалентен выражению содержания влаги в за 48 ч, а при инсоляции за - 24 ч. 1-температура воздуха Ta/100oC; 2-эффективная температура на солнце Tes/100oC; 3-относительная влажность воздуха; 4-относительное равновесное влагосодержание; 5-относительное влагосодержание в условиях инсолирования; 6-относительное влагосодержание в условиях затенения. Рисунок 2. Кривые сушки, полученные под воздействием внешней среды 26

№ 4 (97) апрель, 2022 г. Вывод о протекании процесса сушки исследуемых Эмпирические значения констант скорости сушки растительных материалов во внешнедиффузионной и их изменения во времени показаны на рис. 3 и 4. области, подтвержденный путем сравнения чисел Bio Они носят периодический характер в соответствии с его критическими значениями, позволяет в дальней- с суточными изменениями температуры и влаги шем проводить анализ не посредством коэффициентов воздуха. диффузии, а на базе констант скорости сушки [3]. Рисунок 3. Эмпирические значения (черные линии) констант скорости сушки (способ сушки в тени) Kss*10-1, в сутки-1 Рисунок 4. Эмпирические значения (черные линии) констант скорости сушки (способ сушки на солнце) Для отражения влияния инсоляции на константы горизонтом, облачности и скорости ветра. Ночью, скорости сушки нам представляется возможным, наряду с температурой воздуха, воспользоваться в пасмурную погоду, а также при ветре 12 м/с и более величиной «эффективной температуры на солнце». Tes - эффективная температура на солнце – темпе- поправка эта равна нулю [4]. ратура, которую ощущает человек, с поправкой на солнечный нагрев. Это своеобразная характеристика Если выразить константу скорости сушки в виде знойности погоды, зависит от высоты солнца над степенной зависимости от эффективной темпе- ратуры Tes Kss = Ku1������������������Ku2 , (1) 27