Наукова діяльність
Науково-педагогічні працівники кафедри ІТМ займаються розробкою математичних моделей технічних, фізичних, інформаційних, біологічних, соціально-педагічних систем. У 2023 р. розпочато роботу над науковою темою “Сучасні інформаційні технології в моделюванні систем” (керівник к.ф.-м.н. Мороз І.П.) (№0122U202042). Робота проводиться за напрямками: “Інформаційні системи забезпечення навчального процесу”, “Системи підготовки та прийняття рішень у науці і техніці”, “Інтернет речей та робототехніка”.
Основні наукові результати:
Проводились дослідження, спрямовані на розвиток існуючих та побудову нових математичних та комп’ютерних моделей фізичних процесів в напівпровідникових p-i-n-структурах, що використовують у техніці надвисоких частот (НВЧ) для комутації електромагнітних полів. Отримані наступні основні результати (грунтуються на використанні та удосконаленні методів теорії збурень та методів теорії функцій комплексної змінної):
- удосконалення математичної моделі статичних і динамічних характеристик електронно-діркової плазми активної області p-i-n-структур (плазмових діодів) на основі розвитку методів теорії збурень (DOI:10.1002/9781394284344.ch10; DOI:10.51926/ISTE.9164.ch10; DOI: 10.15587/1729-4061.2021.243097; DOI: 10.26565/2304-6201-2021-50-03; DOI: 10.17721/2706-9699.2021.1.03; DOI: 10.32626/2308-5916.2021-22.20-30; DOI: 10.31713/vt1202224; DOI: 10.20998/2222-0631.2023.02(5).03);
- розроблення математичної моделі впливу потужних зовнішніх надвисокочастотних (НВЧ) електромагнітних полів на процес формування електронно-діркової плазми в активній області p-i-n-діодів (DOI:10.26661/2413-6549-2022-1-06; DOI: 10.20535/kpisn.2022.1-2.268688);
- розроблення алгоритмів оптимізації форми і розміру інжектуючих контактів p-i-n-структур в інтегральному виконанні (DOI: 10.15588/1607-3274-2021-1-2 );
- запропоновано метод коригуючих функцій розв’язання крайових задач математичної фізики, яка ставиться у двовимірній області із криволінійними межами (DOI:10.17721/2706-9699.2022.2.11);
- розроблення алгоритму комп’ютерного моделювання вольт-амперних характеристик p-i-n-діода, що грунтується на застосуванні методу примежових поправок теорії збурень (DOI:10.15407/mmpmf2023.66.3-4.192-207).
Запропоновано загальну схему побудови комп’ютерних імітаційних моделей фізіологічних процесів та систем організму людини. На основі представлення організму у вигляді сукупності ієрархічно зв’язаних структурних елементів та процесів прийому, передачі й обробки інформації у них сформульовано критерії вибору об’єкта імітаційного моделювання. Структурно-функціональна декомпозиція моделей здійснена із використанням багаторівневі ієрархії «чорних ящиків» та інформаційних потоків, через які реалізується взаємодія структурних елементів. Кінцева комп’ютерна імітація здійснена для моделей нирки та легені людини. (URL:www.wydawnictwo.wst.pl/uploads/files/ 8b03138919e2513e3eb7df528f532ecc.pdf).
Шляхом математичного та комп’ютерного моделювання вивчалися властивості полімерних нанокомпозитів. Зокрема були досліджені релаксаційні, електро- і теплофізичні властивості полімерних систем (https://ihvs.kiev.ua/wp-content/uploads/2021/02/Liashuk_aref.pdf).
Запропоновано комплексний підхід до математичного моделювання та розроблення аналітичних і числових методів дослідження контактної взаємодії тіл різної геометричної форми і фізичної структури з урахуванням механічних умов контактування спряжених поверхонь та берегів міжфазних розрізів. Зокрема виконано:
- побудову розв’язків мішаних контактних задач для нескінченної ізотропної / ортотропної пластинки з круговим / криволінійним / еліптичним отвором, контур якого підсилений замкненим пружним ребром, за наявності на межі поділу матеріалів пластинки і ребра міжфазних розрізів (DOI: 10.36910/775.24153966.2021.72.18; DOI: 10.33108/visnyk_tntu2021.03.088; (DOI: 10.33108/visnyk_tntu2019.04.023; DOI: 10.33108/visnyk_tntu2020.02.014; DOI: 10.1007/s10778-024-01276-8; DOI: 10.31891/2307-5732-2019-273-3; DOI: 10.31891/2307-5732-2019-269-1; URL://www. researchgate.net/publication/366177313);
- моделювання напружено-деформованого стану ізотропної пластинки з криволінійним отвором, контур якого частково підсилений тонким пружним кільцем або диском (DOI: 10.36910/6775.24153966.2021.71.37; https://doi.org/10.31713/vt2202012; https://doi.org/10.36910/775.24153966.2022.73.1).
Розроблено математичні та комп’ютерні моделі двофазної фільтрації в анізотропних нафтових пластах методом квазіконформного відображення, витіснення нафти теплоносієм з урахуванням капілярного ефекту (DOI: 10.31319/2519-8106.1(42)2020.206957; DOI: 10.15587/1729-4061.2019.174439).
Розроблено методи образного перетворення для мінімізації булевих функцій в імплікативному базисі, запропоновано шляхи розвитку даної проблематики (doi.org/10.15587/1729-4061.2020.220094; doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239149; doi.org/10.15587/1729-4061.2021.229786 ).
Запропоновано технологію Internet of Things для відстеження параметрів пацієнтів з коронавірусною хворобою (https://doi.org/10.31713/vt1202120).
Проведено дослідження аспектів впровадження і впливу сучасних інформаційних технологій на освітній процес в закладах середньої і вищої освіти за умов пандемії COVІD-19 та військового стану (doi.org/10.35619/iiu.v0i9.140; doi.org/10.35619/iiu.v1i10.204; doi.org/10.35619/iiu.v2i11.260; doi.org/10.35619/iiu.v2i13.383; doi.org/10.31713/vt1202120; doi.org/10.35619/iiu.v1i16.494; doi.org/10.35619/iiu.v1i18.562; doi.org/10.35619/iiu.v1i18.585; doi.org/10.31499/2618-0715.2(11).2023.294352; ijcsns.org/07_book/html/202208/202208020.html; doi.org/10.5604/01.3001. 0016.2094; doi.org/10.34069/AI/2023.68.08.22 ).
Частина інноваційних розробок мають подвійне призначення (цивільне/військове). Зокрема, удосконалені математичні моделі електродинамічних систем відкривають можливість проектування напівпровідникових плазмових діодних матриць, що призначені для управління потужними електромагнітними полями в техніці НВЧ; математичні моделі контактної взаємодії тіл підвищують ефективність систем проектування вузлів механічних систем (підвищують точність, понижують вартість виконаних робіт, пропонують нові технологічні рішення тощо).
На базі кафедри ІТМ діє лабораторія ”Математичне моделювання нелінійних збурень процесів та систем”.
Відомості про науково-дослідну роботу
За результатами роботи над кафедральною темою опубліковано (за період 2023-2024 рр.) розділи у 2 колективних монографіях, які індексуються у Scopus та/або WoS: 3 статті які індексуються у Scopus та/або WoS: 5 статей у фахових виданнях України, понад 50 доповідей і тез доповідей у збірниках науковий конференцій у тому числі міжнародного рівня і закордонних (ACIT-2024, CSIT-2024, MCIT-2024, MPMNHS-2024, MMP-2024).
Проф. Сяський А.О. член спеціалізованої вченої ради Д32.075.01, Луцький національний технічний університет, 01.02.04 – «Механіка деформівного твердого тіла». Наказ МОН України № 1166 від 23.12.2022 р.
Доц. Петренко С.В. член редакційної колегії наукового видання (журналу), що індексується у наукометричних базах даних та є фаховим виданням України категорії «Б»: «Інноватика у вихованні».
Викладачі кафедри активно залучають здобувачів освіти до науково-дослідної роботи. При кафедрі діють 5 наукових гуртків (проблемних груп), в межах роботи яких здійснюється поглиблене вивчення окремих наукових проблем, розробляються програмні проекти, здійснюється підготовка до олімпіад, конкурсів тощо.