Передмова

У монографії викладено методи планування есперименту, оптимiзацiї процесiв у вентиляцiйній техніці. В єдиному методологiчному планi подано рiзнi за характером матерiали: математичнi аспекти лiнiйного програмування, номографiя, апроксимацiя одно- та багатофакторних функцiй, прогнозування дослiдних результатiв. За великої кількості навчальних посiбникiв, підручників та наукової лiтератури немає поки що книг, в яких вищевказанi питання були б висвiтленi повнiстю, незважаючи на те, що математика усе ширше проникає у галузь вентиляцiйної техніки, а математичний аналiз стає невiд’ємним засобом науки i технiки в галузі ТГВ. Лише використання прийомiв вищої математики у вирiшеннi питань струминних течій дає змогу отримати найцiннiші результати, досягнення яких iншими шляхами часто виявляється неможливим.
Науково-технічний прогрес – складне, багатогранне явище, яке потребує інтенсивного втілення науково-технічних досягнень. Сьогодні, щоб успішно виконувати свої конкретні завдання з прискорення науково-технічного прогресу, фахівець повинен володіти відповідними знаннями та навиками також у сфері науково-технічної діяльності.
Науково-технічні результати дають найрізноманітніші види інтелектуальної та виробничої діяльностей: академічна, вузівська, галузева та заводська наука, проведення проектно-конструкторських, дослідно-конструкторських та інших робіт, дизайн, впровадження нової техніки, її вдосконалення (раціоналізація) тощо. Відмінність цих результатів, спосіб використання – усе це робить важливим питання про типологію науково-технічних досягнень. Загалом під наведеним терміном розуміють такі категорії, як гіпотези, відкриття, теорії, винаходи, нова техніка, промислові взірці, раціоналізаторські пропозиції, секрети виробництва (так звані “ноу-хау”), а також результати типу “інжиніринг”. Не кожен із наведених вище об’єктів має однаковий інтерес для різних підприємств та установ. Наприклад, відкриття, які є результатом фундаментальних досліджень, цікавлять переважно науковців, які своєю чергою без помітної зацікавленості ставляться до раціоналізаторських пропозицій. До того ж раціоналізаторські пропозиції є доволі актуальними для промислових підприємств, але фактично не цікавлять проектно-контрукторські організації, де найбільший інтерес становлять винаходи. Різним також є правовий режим із наведених видів науково-технічних досягнень.
Для фахiвця у галузi вентиляційної техніки важливим є умiння користуватись математичним апаратом, вiн повинен умiти вибирати з багаточисленних методiв i прийомiв математики тi, що необхiднi для розв’язання даної iнженерної задачi, i правильно ними користуватись. А це вимагає насамперед знання тих чи iнших методiв i прийомiв.
Монографія написана з метою показати ефективнiсть використання математичних методiв у практичнiй дiяльностi i дати можливiсть засвоїти цi методи. Зрозумiло, що ця мета може бути досягнута лише викладенням прикладiв розв’язання конкретних задач в галузі вентиляційної техніки, серед яких необхідно видiлити такі:
– планування експерименту під час пошуку оптимальних рішень; це надзвичайно актуально для вибору мінімально необхідної кількості дослідів для розв’язання задачі оптимізації;
– складання розрахункових номограм; сьогодні знання номографiї необхiдне не тiльки під час побудови розрахункових iнженерних номограм, але i для визначення залежностi мiж дослiджуваними змiнними факторами під час проведення рiзних експериментiв;
– їх апроксимацiя; за останнiй час будь-яка науково-дослiдна робота вважається закiнченою лише тоді, коли знайдено залежнiсть мiж дослiджуваними факторами, яка виражена емпiричною формулою для можливостi подальшої оптимiзацiї вiдповiдними методами;
– оптимiзацiя рiзноманiтними способами на пiдставi отриманих аналiтичних виразiв; у тих чи інших сферах науки i технiки та дiяльностi людини загалом ми постiйно стикаємося з одним i тим самим класом задач – задач оптимiзацiї, процес знаходження розв’язку яких має доволi прозорий економiчний змiст, який необхiдно збагнути iнженерам, економiстам, плановикам тощо, які працюють в галузi вентиляційної техніки;
– лiнiйне програмування; адже проблема управлiння, тобто вибiр оптимального з багатьох можливих альтернативних варiантiв, що здiйснюється за допомогою так званої цiльової функцiї, теж належить до класу задач оптимiзацiї; наприклад, ми намагаємось отримати максимальний дохiд вiд реалiзацiї виробленої продукцiї за вiдомих цiн на неї, системи обмежень i цiльової функцiї, тобто за поставленої задачi управлiння, яка розв’язується методами лiнiйного програмування.
Закiнчуючи, процитуємо слова видатного математика Леонарда Ейлера: “У свiтi не вiдбувається нiчого, в чому не спостерiгався б змiст будь-якого максимуму або мiнiмуму”. Отже, можливостi пiзнання свiту методами оптимiзацiї є справді невичерпними.