Наукову новизну одержаних результатів становлять:
- модель радіаційної термомеханіки для опису параметрів полів теплового випромінювання у взаємозв’язку з тепловими і механічними процесами за наявності відбивачів енергії випромінювання (як охолоджуваних, так і неохолоджуваних) та конструктивних порожнин в розглядуваних частково прозорих тілах за різних властивостей середовища в порожнинах, способу врахування радіаційних властивостей матеріалу тіла, випромінювачів і відбивачів (спектральними чи інтегральними характеристиками). В моделі вплив випромінювання на теплові і механічні процеси в досліджуваних тілах враховано через тепловиділення внаслідок поглинання матеріалом енергії випромінювання та перерозподілу енергії теплового опромінення в системі тіло-оточуюче середовище за рахунок наявних відбивачів променевої енергії та їх нагрівання. При цьому враховано спектральні розподіли енергії реальних випромінювачів, а також спектральні радіаційні властивості матеріалів;
- сформульовані задачі радіаційної термомеханіки для частково прозорих тіл канонічної форми (шар, порожнисті циліндр та куля) за однорідного за просторовими координатами зовнішнього теплового опромінення;
- побудована, основана на методах безпосереднього інтегрування та сіток, методика розв’язування відповідних задач математичної фізики для розглядуваних тіл канонічної форми;
- виявлені на основі аналізу одержаних розв’язків нові дані про термомеханічну поведінку частково прозорих тіл з порожнинами за теплового опромінення в залежності від радіаційних властивостей випромінювачів і відбивачів, властивостей середовища в порожнинах, способу врахування радіаційних властивостей матеріалу тіла та випромінювачів і відбивачів (спектральними чи інтегральними за спектром характеристиками);
- розроблені теоретичні основи побудови раціональних режимів знегажування конкретних типів ламп-фар з використанням нагрівання тепловим опроміненням від промислових джерел.
Обґрунтованість і достовірність отриманих результатів та висновківзабезпечується використанням відомих базових положень феноменологічної теорії випромінювання, апробованих в літературі методів і підходів теорії нестаціонарної теплопровідності та теорії пружності; фізичною обгрунтованістю постановок сформульованих задач та строгістю математичних методів їх розв’язання; стійкістю використовуваних числових схем; співпадінням отриманих часткових результатів з відомими в літературі.
Теоретична та практична цінність результатів роботи. Теоретичне значенняотриманих результатів полягає в розвитку радіаційної термомеханіки на випадок врахування наявності випромінювачів і відбивачів променевої енергії і їх спектральних радіаційних характеристик та додаткового силового навантаження, спричиненого тиском нагрітого газу в порожнинах тіла, а також розробці методики розв’язування сформульованих задач для тіл канонічної форми за однорідного зовнішнього опромінення.
Практичне значення роботи полягає у розробці комплексу програм, який дає можливість використати методики та отримані результати та висновки при розробці раціональних режимів технологічного радіаційного нагрівання виробів з частково прозорих матеріалів чи їх експлуатації за опромінення від конкретних теплових джерел.
Результати використано при опрацюванні раціональних режимів знегажування конкретних типів ламп-фар з застосуванням теплового опромінення.
Апробація результатів дисертації.Основні результати досліджень, викладені в дисертаційній роботі, доповідалися й обговорювалися на V-VI Міжнародних нарадах-семінарах „Инженерно-физические проблемы новой техники” (Москва, 1998, 2001); Міжнародній науковій конференції «Сучасні проблеми механіки і математики» (Львів, 1998); IV,VI-VIII Міжнародних симпозіумах українських інженерів-механіків у Львові (Львів, 1999, 2003, 2005, 2007); V-VІІ Міжнародних наукових конференціях „Математичні проблеми механіки неоднорідних структур” (Львів, 2000, 2003, 2006); Міжнародній науково-технічній конференції „Проблеми математичного моделювання сучасних технологій” (Хмельницький, 2002); Міжнародній конференції “Проблеми чисельного аналізу і прикладної математики”, присвяченої 85-річчю академіка О.А.Самарського і 160 – річчю Національного університету “Львівська політехніка” (Львів, 2004); Міжнародних математичних конференціях ім. В.Я.Скоробогатька (Дрогобич, 2004, 2007); Міжнародній конференції «Інтегральні рівняння та їх застосування» (Одеса, 2005); Всеукраїнській науковій конференції «Сучасні проблеми механіки» (до 100-річчя М.П.Шереметьєва, Львів, 2005); Міжнародній науковій конференції “Математичні проблеми технічної механіки” (Дніпродзержинськ, 2006); Міжнародній науково-технічній конференції «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» (Севастополь, 2006); VII українсько-польському науковому симпозіумі «Актуальні задачі механіки неоднорідних структур» (Львів, 2007); VI Міжнародній конференції «INTERPOR» (Львів, 2007).
У повному обсязі дисертаційна робота доповідалася й обговорювалася на семінарі відділу теорії фізико-механічних полів Інституту прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України під керівництвом д ф.-м н., проф О.Р.Гачкевича, на семінарі кафедри механіки Львівського національного університету ім. Івана Франка під керівництвом д. ф.-м. н., проф. Г.Т. Сулима, на науковому семінарі відділу термопружності Інституту механіки ім. С.П. Тимошенка НАН України під керівництвом д. ф.-м. н., проф. В.Г. Карнаухова, на науковому семінарі кафедри зварювального виробництва, діагностики та відновлення металоконструкцій Національного університету «Львівська політехніка» під керівництвом д. ф.-м. н., проф. В.А. Осадчука, на науковому семінарі Центру математичного моделювання Інституту прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України під керівництвом чл.-кор. НАН України, д. ф.-м. н., проф. Я.Й. Бурака і д. ф.-м. н., проф. Є.Я. Чаплі, на загальноінститутському науковому семінарі „Механіка взаємозв’язаних полів” Інституту прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України під керівництвом д. ф.-м. н., проф. Р.М. Кушніра.
Публікації та особистий внесок здобувача. Основні результати досліджень, які подані в дисертації, опубліковано в 18 наукових працях [1-18], у тому числі в 7 статтях у фахових виданнях зі списку ВАК України [1-7], 3 статтях в інших наукових виданнях [8-10], 3 матеріалах [11-13] і 5 тезах [14-18] конференцій. Результати, що складають основний зміст дисертаційної роботи, отримано автором самостійно. Здобувач брав участь у формулюванні відповідних задач термомеханіки, ним розроблено методику розв’язування поставлених задач, алгоритми та програми розрахунку та отримано розв’язки конкретних задач. В роботах [2, 4, 6-18] здобувачу належить: співучасть у постановці задач термомеханіки за теплового опромінення (формулювання систем рівнянь та крайових умов) [2, 4, 6-18]; розробка методики дослідження термонапруженого стану частково прозорих порожнистих тіл, спричиненого дією теплового опромінення [2, 4, 8-11, 14, 16] (зокрема, з врахуванням тиску газу в порожнинах [8-10, 16]); числове дослідження тепловиділень, температури та напружень в частково прозорих тілах при дії стороннього теплового опромінення за врахування радіаційних властивостей матеріалів та їх спектральної залежності [6, 7, 12-18]; розвиток методики розв’язування задач за наявності відбивачів [6, 7, 12, 13, 18]; отримання і аналіз розв’язків поставлених задач [2, 4, 6-18].
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьохрозділів, висновків і списку використаних джерел. Загальний обсяг дисертації становить 148 сторінок. Робота містить 36 рисунків. Бібліографічний список на 16 сторінках включає 182 літературних джерела вітчизняних і зарубіжних авторів.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі:подано загальну характеристику роботи, обґрунтовано актуальність дисертаційної роботи; сформульовано мету роботи і задачі дослідження; окреслено новизну отриманих результатів та їх практичне значення; наведено дані про апробацію результатів досліджень, їх зв’язок з науковою тематикою установи, де працює здобувач; подано публікації основного змісту дисертації та особистий внесок здобувача у публікаціях, підготовлених у співавторстві; зроблено короткий опис структури дисертації.
У першому розділі наведено огляд літератури по близьких за напрямком роботах з радіаційної термомеханіки. Проаналізовано математичні моделі, які описують термомеханічну поведінку частково прозорих тіл при дії квазіусталених електромагнітних полів. Концептуальні основи моделей механіки суцільного середовища, методики їх побудови з урахуванням взаємодії полів різної фізичної природи викладені в роботах С.А. Амбарцумяна, Г.Е. Багдасаряна, М.В. Белубекяна, Я.Й. Бурака, В.Т. Грінченка, О.М. Гузя, О.А. Ільюшина, В.Г. Карнаухова, Ф.Г. Махорта, В.З. Партона, Я.С. Підстригача, Л.І. Сєдова, А.Ф. Улітка, М.О. Шульги, K. Hutter, G.A. Maugin, F.C. Moon, W. Nowacki, Y.H. Pao, H. Parcus, C. Truesdell та ін.
Побудові конкретних моделей термомеханіки за дії електромагнітного випромінювання різного частотного діапазону, зокрема, інфрачервоного та концентрованих потоків енергії випромінювання присвячені роботи В.Я. Бойчука, Я.Й. Бурака, О.Р. Гачкевича, Б.А. Григор'єва, Є.Г. Грицька, Я.О. Жука, С.О. Калоєрова, В.Г. Карнаухова, І.Ф. Киричка, М.І. Кисельова, В.І. Козлова, Ю.М. Коляно, О.М. Кулика, Т.Л. Курницького, Р.М. Кушніра, Б.С. Малкіеля, І.М. Махоркіна, Л.В. Мольченка, Ю.В. Немировського, Ю.І. Няшина, А.П. Огурцова, Я.С. Підстригача, В.Г. Попова, В.С. Поповича, Ю.С. Постольника, Н.Н. Рикаліна, І.К. Сенченкова, Ю.Р. Соснового, Р.Ф. Терлецького, А.А. Углова, І.І. Федика, Л.А. Фільштинського, Є.Я. Чаплі, В.Ф. Чекуріна, М.О. Шульги та ін.