- обоснована актуальность и необходимость создания математических моделей и алгоритмов гидродинамических процессов в ГС, разработанных на основе анализа физических механизмов этих процессов, как фундаментальной основы для решения широкого круга задач автоматизации, оптимизации и диагностирования технологических процессов пищевой промышленности;
- на базе теоретических обобщений и системного анализа разработана методология разработки, исследования и совершенствования математических моделей гидродинамических процессов пищевых производств;
- теоретически обоснованы, разработаны и использованы математические модели трубопроводов и проточных каналов ГС, как основных элементов, объединяющих аппараты и агрегаты пищевых производств в единую связанную систему, с учетом продольной неоднородности распределения свойств потока (плотности, сжимаемости, объемного газосодержания и т.д.), обусловленной самим процессом обработки и структурой ГС;
- обоснована принципиальная возможность демпфирования периодических возмущений в ГС пищевых производств путем создания волн объемной концентрации свободной газовой фазы в двухфазном потоке (с появлением зон непрозрачности);
- теоретически обоснован эффективный способ создания пульсаций потока в магистралях ГС пищевых производств для интенсификации технологических процессов с использованием течений с ограниченной искусственной газовой каверной;
- выявлены, обобщены и систематизированы подходы к настройке проектных параметров математических моделей динамических процессов в ГС пищевых производств, их оптимизации и диагностированию на основе решения обратных спектральных задач с применением методов глобальной оптимизации;
- установлена целесообразность и принципиальная возможность применения новых методов глобальной оптимизации с гибридными алгоритмами и эффективными численными методами реализации расчетов для задач настройки проектных параметров, оптимизации и диагностирования ГС пищевых производств по динамическим характеристикам, относящимся к задачам недифференцируемой оптимизации;
- созданные модели и алгоритмы динамических процессов на основе анализа их физических механизмов, позволяют эффективно автоматизировать технологические процессы пищевых производств.
1.Кинелев В.Г., Шкапов П.М. О влиянии наличия в жидкости свободных газовых включений на динамические характеристики топливной магистрали // Известия вузов. Авиационная техника, 1980,№3 С. 112-115.
2. Кинелев В.Г., Шкапов П.М. Об одной особенности динамики топливной магистрали, заполненной двухфазной средой // Известия вузов. Машинострое-ние, 1981,№3, С. 53-56.
3.Колесников К.С., Кинелев В.Г., Шкапов П.М. Колебания двухфазного потока в трубопроводе // Известия АН. Энергетика, 1982, №4. С.167-171.
4.Кинелев В.Г., Шкапов П.М. Динамика ограниченной газовой каверны в трубопроводе // Инженерно-физический журнал, 1991, №3. С. 578-585.
5.Кинелев В.Г., Шкапов П.М. Устойчивость и колебаний жидкости в трубопроводе с ограниченной газовой каверной в потоке // Теоретические основы химической технологии, 1997, №4. С. 341-345.
6.Кинелев В.Г. Сулимов В.Д., Шкапов П.М. Диагностирование гидросистемы на основе анализа изменений ее частотного спектра // Известия РАН. Энергетика, 1998, №6. С. 112-119.
7.Кинелев В.Г. Сулимов В.Д., Шкапов П.М. Application of global optimization to VVER-1000 reactor diagnostics // Progress in Nuclear Energy. – 2003. – Vol. 43, No. 1-4. P. 51-56.
8.Сулимов В.Д. Шкапов П.М. Сглаживающая аппроксимация в задачах векторной недифференцируемой оптимизации механических и гидромеха-нических систем // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные нау-ки». – 2006, № 2. С. 17-30.
9.Шкапов П.М. Создание пульсирующих потоков жидкости на основе автоколебаний ограниченной искусственной газовой каверны // Хранение и переработка сельхозсырья , 2010, №7.
10. Шкапов П.М Методология моделирования гидромеханических систем пищевых производств при расчете их динамических характеристик. // Хранение и переработка сельхозсырья, 2010, № 8.
11. Благовещенская М.М., Шкапов П.М. Математическое моделирование гидросистем пищевых производств с двухфазными газожидкостными по-токами // Вестник Воронежской государственной технологической академии, Серия «Информационные технологии, моделирование и управление». 2010, вып.2.
12.Шкапов П.М. Устойчивость системы трубопровод – нагрузочный агрегат с учетом неоднородности свойств потока // Вестник Воронежской государственной технологической академии, Серия «Информационные технологии, моделирование и управление» 2010, вып.2.
Патенты
13.Способ очистки различных поверхностей и устройство для его осуществ-ления / Патент RU №208496 C1 от 20.07.97 по заявке № 95111687 от 06.07.95 (Бюл. №20), авт.: В.Г. Кинелев, П.М. Шкапов
Программы для ЭВМ
14.Сулимов В.Д., Шкапов П.М. Программа для ЭВМ «Глобальная минимизация многомерной целевой функции с использованием гибридного алгоритма PCALM» /Свидетельство о государственной регистрации №2010613754 от 09.06.2010 по заявке № 2010611903 от 13.04.2010
15.Сулимов В.Д., Шкапов П.М. Программа для ЭВМ «Глобальная минимизация липшицевой многомерной недифференциуемой функции с использованием гибридного алгоритма PCASFC» / Свидетельство о государственной регистрации №2010613753 от 09.06.2010 по заявке № 2010611902 от 13.04.2010
16.Благовещенская М.М., Шкапов П.М. Программа для ЭВМ «Расчет соб-ственных частот акустических колебаний в разветвленной гидросистеме» / Свидетельство о государственной регистрации по заявке № 2010613147 от 04.06.2010
Основные публикации в других изданиях и сборниках трудов
17.Кинелев В.Г., Шкапов П.М. Собственные и вынужденные колебания двухфазного потока в прямолинейном трубопроводе / Сб. трудов «Гидрогазодинамика энергетических установок» - Киев: Наук.думка, 1982. С.86-94.
18.Бондаренко Н.И., Кинелев В.Г., Шкапов П.М.Колебания в гидравлической магистрали при наличии расслоенного течения фаз газ-жидкость/ Межвуз. сборник науч. трудов «Нефтепромысловая и нефтезаводская механика»- Грозный: ГНИ, 1987. С. 40-50.
19.Бондаренко Н.И., Кинелев В.Г., Шкапов П.М. Переходные процессы в сложных трубопроводных системах / Межвуз. сборник науч. трудов «Нефтепромысловая и нефтезаводская механика» - Грозный: ГНИ, 1987. С. 50-59.
20.Кинелев В.Г., Шкапов П.М. Особенности динамики гидросистем с двух-фазными газожидкостными потоками /«Динамика механических и гидромеханических систем», Труды МВТУ №529, 1989. С.82-96.
21.Кинелев В.Г., Шкапов П.М. Входной импеданс участка гидролинии с ограниченной газовой каверной/ Межвуз. сборник науч. трудов «Динамические процессы в силовых и энергетических установках» - Самара: СГАУ, 1994. С.110-116.
22.Сулимов В.Д., Шкапов П.М. Сглаживающая аппроксимация в обратных спектральных задачах для механических и гидромеханических систем / Сборник научных статей, посвященный 125-летию кафедры теоретической механики. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. С. 211-226.
23.Сулимов В.Д., Шкапов П.М. Недифференцируемая оптимизация спектров частот механических и гидромеханических систем/Современные есте-ственно-научные и гуманитарные проблемы: Сб.науч.трудов.–М.: Логос, 2005. С. 271-286.
24.Сулимов В.Д., Шкапов П.М. Идентификация аномалий гидромеханиче-ских систем с использованием стохастических методов оптимизации // Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-21: сб. трудов XXI Международной научной конференции: в 10 т. Т. 4. Секция 5 / Под общ. ред. В.С. Балакирева. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2008. – С. 45-48.
25. Сулимов В.Д., Шкапов П.М. Устойчивость и колебания трубопро-водных систем с ограниченной искусственной газовой каверной в потоке // Труды VIII Всероссийской научной конференции «Нелинейные колебания механических систем» (Нижний Новгород, 22 – 26 сентября 2008 г.) В 2-х томах. Том 2 / Под редакцией Д.В. Баландина, В.И. Ерофеева. Нижний Новгород: Издательский дом «Диалог культур», 2008. – С. 436-439.
26.Sulimov V.D., Shkapov P.M. Hybrid algorithms applied to inverse spectral problems for hydromechanical systems // Proceedings of the XXXVII International Summer School-Conference «Advanced Problems in Mechanics» APM 2009. St Petersburg (Repino), June 30 – July 5, 2009. – http://apm-conf.spb.ru – St. Petersburg, 2009. – P. 658-668.
27.Сулимов В.Д., Шкапов П.М. Локальный поиск со сглаживающей аппрок-симацией в гибридном алгоритме глобальной оптимизации // Математическое моделирование и краевые задачи: Труды шестой Всероссийской научной конференции с международным участием 26 – 28 января 2009 г. Ч. 2: Моделирование и оптимизация динамических систем и систем с распределенными параметрами. – Самара.: СамГТУ, 2009. – С. 191-195.
28.Сулимов В.Д., Шкапов П.М. Гибридный алгоритм решения экстремаль-ных задач для гидромеханических систем // Труды XXII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-22», Псков, 25 мая – 30 мая 2009 г.
29.Благовещенская М.М., Шкапов П.М., Сулимов В.Д. Методология разработки основ моделирования и диагностики гидромеханических систем пищевых производств по их динамическим характеристикам // XVII- я Международная научно-метод. конф. «Высокие интеллектуальные технологии и инновации в образовании и науке» 11-12 февраля 2010г., С.−Петербург., 2010. С.95-98.
30.Сулимов В.Д., Шкапов П.М. Гибридный алгоритм коррекции математических моделей гидромеханических систем по приближенным спектральным данным // Труды XXIII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-23», Саратов, 22 – 25 июня 2010 г.
31.Сулимов В.Д., Шкапов П.М. Гибридный алгоритм с редукцией размерности при локальном поиске // Материалы XI Международной научно-технической конференции «Кибернетика и высокие технологии XXI века» (C&T-2010) – Воронеж, 12 – 14 мая 2010.
32.Шкапов П.М. Особенности математического моделирования гидролиний с двухфазными газожидкостными потоками // Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-23 Саратов, 22 – 25 июня 2010 г.: Сб. трудов XXIII Международной научной конференции: Секция 9. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010.
33.Sulimov V.D., Shkapov P.M. HYBRID ALGORITHMS IN COMPUTATIONAL MODEL UPDATING PROCEDURES FOR HYDROMECHANICAL SYSTEMS // Proceed-ings of the XXXVIII International Summer School-Conference «Advanced Problems in Mechanics» APM 2010. St Petersburg (Repino), July 1 – July 5, 2010. – http://apm-conf.spb.ru – St. Petersburg, 2010.