Šiame darbe apžvelgiama šiluminių reiškinių lazerio aktyvioje terpėje teorija, pristatomi temperatūros bei įtempių ir deformacijų pasiskirstymo aktyviojioje lazerio terpėje kompiuterinio modeliavimo metodika. Temperatūros ir įtempių skaičiavimai atlikti trims aktyviosios terpės konfigūracijoms – Nd:YVO4 plokštelės, dviejų Nd:YAG plokštelių, kaupinamų zigzagu ir plokščiojo kompozitinio keraminio YAG elemento. Ištirta kaupinimo galios, legiruoto sluoksnio storio, aušintuvo ir aktyvios terpės šiluminių parametrų įtaka temperatūros pasiskirstymui, įtempiams ir deformacijoms aktyviojoje terpėje. / Theory of thermal effects in laser active medium is observed in this work. The metodology of temperature, thermal strain and stresses distribution in laser active medium numerical simulation is presented. Modeling of temperature, strain and stress is done by three active medium configurations: Nd:YVO4 plate, thin Nd:YAG elements and composite YAG ceramic slab. The influence to temperature, stresses and strain distribution of pump power and doped layer thickness in laser active medium has been investigated.

Biojutikliai yra įrenginiai, skirti medžiagoms aptikti bei jų koncentracijoms matuoti. Siekiant sumažinti biojutiklių gamybos kaštus yra pasitelkiamas matematinis biojutikliuose vykstančių procesų modeliavimas. Disertacijoje nagrinėjami matematiniai ir kompiuteriniai biojutiklių modeliai, aprašantys biojutiklių, sudarytų iš kelių, skirtingas savybes turinčių dalių, veikimą. Nagrinėjami modeliai yra formuluojami vienmatėje bei dvimatėje erdvėse, aprašomi diferencialinėmis lygtimis dalinėmis išvestinėmis su netiesiniais nariais ir yra sprendžiami skaitiškai, naudojant baigtinių skirtumų metodą. Skaitiniai modeliai yra įgyvendinami kompiuterine programa. Disertacijoje pateikiamas originalus matematinis modelis biojutikliui su anglies nanovamzdelių elektrodu, nustatyti kriterijai, apibrėžiantys, kada biojutiklį su perforuota membrana galima modeliuoti vienmačiu modeliu. Darbe susisteminti elementai, naudojami biojutiklių modelių formulavimui, pagrindinį dėmesį skiriant biojutiklio struktūrinėms savybėms modeliuoti. Apibrėžta biojutiklių modelių aprašo kalba ir sukurta programinė įranga, leidžianti modeliuoti biojutiklių veikimą vienmačiais modeliais arba modeliais, formuluojamais stačiakampėje dvimatės erdvės srityje. Taikant sukurtą biojutiklių modeliavimo programinę įrangą, ištirtas biojutiklio su anglies nanovamzdelių elektrodu modelio adekvatumas ir struktūrinių bei geometrinių savybių įtaka biojutiklio elgsenai. / Biosensors are analytical devices mainly used to detect analytes and measure their concentrations. Mathematical modeling is widely used for optimizing and analyzing an operation of biosensors for reducing price of development of new biosensors. The object of this research is mathematical and computer models, describing an operation of biosensors, made of several parts with different properties. The dissertation covers models, formulated in one and two-dimensional spaces by partial differential equations with non-linear members, and solved numerically, using the method of finite differences. The numerical models are implemented by a computer program. An original mathematical model for a biosensor with a carbon nanotube electrode is presented in the dissertation. The conditions at which the one-dimensional mathematical model can be used instead of two-dimensional one for accurate prediction of the biosensor response are investigated. Elements, used to build models of biosensors with a complex structure, were systemized. The biosensor description language is proposed and the computer software, simulating an operation of biosensors in the one-dimensional space and a rectangular domain of the two-dimensional space, is developed. An adequateness of the model for the biosensor with the carbon nanotube electrode and the impact of structural and geometrical properties on a response of the biosensor were investigated, performing computer experiments using the developed software.

Biosensors are analytical devices mainly used to detect analytes and measure their concentrations. Mathematical modeling is widely used for optimizing and analyzing an operation of biosensors for reducing price of development of new biosensors. The object of this research is mathematical and computer models, describing an operation of biosensors, made of several parts with different properties. The dissertation covers models, formulated in one and two-dimensional spaces by partial differential equations with non-linear members, and solved numerically, using the method of finite differences. The numerical models are implemented by a computer program. An original mathematical model for a biosensor with a carbon nanotube electrode is presented in the dissertation. The conditions at which the one-dimensional mathematical model can be used instead of two-dimensional one for accurate prediction of the biosensor response are investigated. Elements, used to build models of biosensors with a complex structure, were systemized. The biosensor description language is proposed and the computer software, simulating an operation of biosensors in the one-dimensional space and a rectangular domain of the two-dimensional space, is developed. An adequateness of the model for the biosensor with the carbon nanotube electrode and the impact of structural and geometrical properties on a response of the biosensor were investigated, performing computer experiments using the developed software. / Biojutikliai yra įrenginiai, skirti medžiagoms aptikti bei jų koncentracijoms matuoti. Siekiant sumažinti biojutiklių gamybos kaštus yra pasitelkiamas matematinis biojutikliuose vykstančių procesų modeliavimas. Disertacijoje nagrinėjami matematiniai ir kompiuteriniai biojutiklių modeliai, aprašantys biojutiklių, sudarytų iš kelių, skirtingas savybes turinčių dalių, veikimą. Nagrinėjami modeliai yra formuluojami vienmatėje bei dvimatėje erdvėse, aprašomi diferencialinėmis lygtimis dalinėmis išvestinėmis su netiesiniais nariais ir yra sprendžiami skaitiškai, naudojant baigtinių skirtumų metodą. Skaitiniai modeliai yra įgyvendinami kompiuterine programa. Disertacijoje pateikiamas originalus matematinis modelis biojutikliui su anglies nanovamzdelių elektrodu, nustatyti kriterijai, apibrėžiantys, kada biojutiklį su perforuota membrana galima modeliuoti vienmačiu modeliu. Darbe susisteminti elementai, naudojami biojutiklių modelių formulavimui, pagrindinį dėmesį skiriant biojutiklio struktūrinėms savybėms modeliuoti. Apibrėžta biojutiklių modelių aprašo kalba ir sukurta programinė įranga, leidžianti modeliuoti biojutiklių veikimą vienmačiais modeliais arba modeliais, formuluojamais stačiakampėje dvimatės erdvės srityje. Taikant sukurtą biojutiklių modeliavimo programinę įrangą, ištirtas biojutiklio su anglies nanovamzdelių elektrodu modelio adekvatumas ir struktūrinių bei geometrinių savybių įtaka biojutiklio elgsenai.

The dissertation investigates typical operation modes of the heat storage tank in the small-scale cogeneration (CHP) plant, analyses formation of thermal stratifi-cation in such storage tank and presents the simulation of the stratification. The main aim of the dissertation is to investigate peculiarities of operation modes of heat storage tank in small-scale CHP plant, develop an algorithm allowing to choose the storage tank volume and present a model allowing determination of thermal stratification in the storage tank at any time of its operation. / Disertacijoje nagrinėjami būdingi šilumos akumuliacinės talpos veikimo režimai, susiformuojantys nedidelės galios kogeneracinėje jėgainėje, tiriamas šiluminės stratifikacijos susidarymas tokioje talpoje ir atliekamas jos modeliavimas. Pagrindinis disertacijos tikslas – ištirti nedidelės galios kogeneracinės jėgainės šilumos akumuliacinės talpos veikimo režimų ypatumus, sudaryti algoritmą, padedantį parinkti tokios talpos tūrį ir pateikti modelį, leidžiantį nustatyti šiluminę stratifikaciją akumuliacinėje talpoje bet kuriuo jos veikimo metu.

General characteristic of the dissertation Problem of the work. With a rapid development of industrialisation and urbanisation, the environmental pollution has greatly increased. Upon automating the manufacturing industry and agriculture, with traffic flows in towns and residential areas increasing and household equipment becoming more modern, the number of acoustic discomfort zones is rapidly growing. People are exposed to noise not only at workplaces abut also on the streets and at home. As maintained by doctors, noise reduces immunity of the organism and, as a source of chronic stress, has an adverse effect on the central nervous system and causes various health disorders. Even a relatively low noise of 60–70 dB causes a headache, dizziness, squeak in the ears, insomnia, and worsens memory, attention and orientation. A noisy environment reduces working efficiency, reaction speed, movement coordination and increases nervous strain and a risk of traumas. The noise dispersed by stationary sources may be reduced by replacing components with less sounding ones, applying rubber, plastic or other materials on the surface of installations. If it is impossible to reduce noise in the place of its generation, hoods are fitted out, premises are insulated and noise suppressing systems are used (noise reducing barriers, volumetric noise absorbers, wall insulation with noise-proof materials). The dispersion of traffic-generated noise is reduced by noise suppression walls, green... [to full text] / Tiriamoji problema. Šiandieniniame gyvenime, mechanizavus pramonės ir žemės ūkio gamybą, didėjant transporto srautams miestuose ir gyvenvietėse, modernėjant buitinei technikai, sparčiai plečiasi padidinto triukšmo zonos. Medikai teigia, kad triukšmas mažina organizmo imuninį atsparumą ir įspėja, kad triukšmas, kaip lėtinis streso šaltinis, veikia centrinę nervų sistemą ir kelia įvairių sveikatos sutrikimų. Net palyginus nestiprus 60 – 70 dB triukšmas kelia galvos skausmus, nemigą, pablogėja atmintis, dėmesys, darbingumas. Stacionarių šaltinių skleidžiamas triukšmas sumažinamas keičiant detales keičiant, padengiant įrenginių paviršių guma, plastmase ir kt. Jeigu neįmanoma sumažinti triukšmo ten, kur jis kyla, įrengiami gaubtai, izoliuojamos patalpos, bei taikomos garsą slopinančios sistemos (triukšmą mažinantys barjerai, tūriniai garso sugėrikliai, sienos dengiamos garsą izoliuojančia medžiaga). Transporto keliamo triukšmą sklaidą mažina triukšmo slopinimo sienelės, želdiniai, pastatai. Taip pat veiksmingi būdai yra transporto greičio apribojimas, kelių dangos paviršiaus keitimas, eismo ribojimas ir reguliavimas. Inžineriniai sprendimai būna pigesni, jei įvertinami architektūrinio planavimo stadijoje. Nagrinėjant triukšmo mažinimo priemonių bei metodų įgyvendinimo galimybę, ypač svarbus skaitinis triukšmo sklaidos modeliavimas. Darbo aktualumas. Įvairūs technologiniai procesai kelia triukšmą. Leistini triukšmo lygiai viršijami ne tik darbo vietose ar įmonės teritorijose... [toliau žr. visą tekstą]

Disertacijoje nagrinėjami būdingi šilumos akumuliacinės talpos veikimo režimai, susiformuojantys nedidelės galios kogeneracinėje jėgainėje, tiriamas šiluminės stratifikacijos susidarymas tokioje talpoje ir atliekamas jos modeliavimas. Pagrindinis disertacijos tikslas – ištirti nedidelės galios kogeneracinės jėgainės šilumos akumuliacinės talpos veikimo režimų ypatumus, sudaryti algoritmą, padedantį parinkti tokios talpos tūrį ir pateikti modelį, leidžiantį nustatyti šiluminę stratifikaciją akumuliacinėje talpoje bet kuriuo jos veikimo metu. / The dissertation investigates typical operation modes of the heat storage tank in the small-scale cogeneration (CHP) plant, analyses formation of thermal stratifi-cation in such storage tank and presents the simulation of the stratification. The main aim of the dissertation is to investigate peculiarities of operation modes of heat storage tank in small-scale CHP plant, develop an algorithm allowing to choose the storage tank volume and present a model allowing determination of thermal stratification in the storage tank at any time of its operation.

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamos plazminio purškimo Ni ir Co pagrindo dangų ant aliuminio substrato savybės. Atlikta terminio purškimo dangų, jų technologijų apžvalga ir analizė bei pateikta dangų tyrimo metodika. Atlikti šių dangų mikrostruktūros, porėtumo, adhezijos, mikrokietumo ir dangos tamprumo modulio tyrimai. Baigiamajame darbe sudaryta purkštinės dangos skaitinio modeliavimo metodika ir gauti rezultatai pateikti grafiškai. Išnagrinėjus praktinius ir skaitinius terminio purškimo dangų rezultatus, pateikiamos baigiamojo darbo išvados. Darbą sudaro 4 dalys: įvadas, literatūros šaltinių apžvalga ir analizė, Ni ir Co pagrindo plazminio purškimo dangų savybių ir mikrostruktūros eksperimentiniai tyrimai, purkštinės dangos skaitinio modeliavimo tyrimas, tyrimo rezultatai ir jų aptarimas, išvados, literatūros sąrašas. / In the final master thesis the plasma spraying of Ni and Co base coatings on aluminum substrate properties are analyzed. The review of thermal spray coatings technology and research methods are described. The research of microstructure, porosity, adhesion, microhardness and modulus of elasticity of the coatings were carried out. In the final master work numerical simulation of thermal spray coatings are described and results are presented graphically. The experimental and numerical results of thermal spray coatings were analysed and conclusions were given. Structure: introduction, literature review and analysis, experimental research of Ni and Co based plasma spray coating properties and microstructure, numerical simulation of thermal spray coating, results of the studies, conclusions, references.

Pjezoelektriniai keitikliai naudojami įvairiuose įrenginiuose, kur reikalingas itin didelis tikslumas, greitaveika ir nanometrų eilės matmenys. Šiame darbe pristatomas nanometrinės skyros cilindrinio pjezokeitiklio, naudojamo palydovo kameros pozicionavimui, tyrimas. Pirmame skyriuje aptartos fizikinės pjezokeraminių medžiagų savybės, pjezokeitiklių konstrukcijos, tvirtinimo sąlygos bei baigtinių elementų metodas. Antrame skyriuje pateikta išsami publikacijų, susijusių su cilindriniais pjezokeitikliais apžvalga. Trečiame skyriuje sprendžiamas cilindrinio pjezokeitiklio matmenų ir elektrodų schemos parinkimo uždavinys. Baigtinių elementų metodas naudojamas sprendžiant cilindrinio pjezokeitiklio savųjų reikšmių ir harmoninės analizės uždavinius. Cilindrinio pjezokeitiklio skaitinis modeliavimas atliktas naudojant ANSYS programinę įrangą. / Piezoelectric actuators are used in various devices where great precision, speed and nanometric scaling are needed. In this paper a nanometric scale piezoelectric actuator used for satellite camera's positioning is presented. In the first chapter physical properties of piezoeletric materials, piezoelectric constructions, support conditions and finite element method are presented. In the second chapter a wide review of literature related to cylindrical piezoelectric actuators is given. In the third chapter a problem of geometrical parameters and electrode schemes selection of cylindrical piezoelectric actuator is investigated. Finite element method is used for determining eigenfrequencies and performing harmonic analysis. Numerical modeling of piezoelectric actuator is carried out using ANSYS software.