Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Прикладная механика и техническая физика

1998 год, номер 3

1.
Магнитозвуковой анализ и метод диагностики разлета плазменного облака в замагниченном фоне

С. А. Никитин, А. Г. Пономаренко
Институт лазерной физики СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 3-13

Аннотация >>
Рассмотрена задача о субальфвеновском расширении сверхпроводящей плазменной сферы в однородном замагниченном фоне. Особенность использованной самосогласованной модели низкочастотного линейного МГД-приближения заключается в одновременном учете энергии, необходимой для поддержания равновесия поля и плазмы на движущейся границе, и дополнительного возмущения тормозящего поля, вызванного индуцированными в фоновой плазме токами. Это позволило существенно уточнить зависимость излученной магнитогидродинамической энергии от числа Маха—Альфвена. Найдены и рассчитаны универсальные динамические характеристики, на основе использования которых предложены новые методики определения начальной энергии и скорости разлета облака взрывной плазмы по пиковым значениям магнитных сигналов в ближней (квазистатической), переходной и волновой зонах. Продемонстрирована возможность эффективного применения этих методик в экспериментах по генерации облаков лазерной плазмы в вакуумном однородном магнитном поле.


2.
О структуре ударной волны в диспергирующей плазме

И. Р. Смирновский
Санкт-Петербургский государственный университет,
198904 Санкт-Петербург
Страницы: 14-21

Аннотация >>
Исследуется структура ударной волны в изотропной плазме в масштабе дебаевского радиуса экранирования. Граничное условие на «бесконечности» обусловливается механизмом диссипации отраженных от фронта волны ионов. Случай отсутствия диссипации соответствует бесстолкновительной ударной волне. Известно, что при этом существует критическое число Маха, больше которого ламинарная ударная волна невозможна. Рассматриваются также два типа граничных условий, возникающих при учете столкновений в равновесной сильноионизированной и слабоионизированной плазме. В первом случае предполагается, что отраженные ионы рассеиваются на электронах, во втором — что импульс отраженных ионов передается незаряженным частицам. В условиях столкновительной диссипации потока отраженных ионов критического числа Маха ударной волны не существует.


3.
Баллистический магнитокумулятивный генератор

Ю. Г. Тынников, Н. А. Толстокулаков, В. А. Иванов, В. А. Андрианов
Центральный научно-исследовательский институт «Буревестник»,
603603 Нижний Новгород
Страницы: 22-29

Аннотация >>
Рассматривается многоразовый источник импульсного магнитного поля — баллистический магнитокумулятивный генератор (БМГ). Проведен электротехнический анализ эффективности его работы на активно-индуктивную нагрузку. Разработан метод расчета двумерного распределения поля в шинах генератора. Получены экспериментальные результаты при работе модельного БМГ на некоторые виды нагрузок.


4.
Применение МКГ в экспериментах по токовому разрушению кумулятивных струй

Г. А. Швецов, Ю. Л. Башкатов, А. Д. Матросов, А. И. Павловский* Р. 3. Людаев*, Л. Н. Пляшкевич*, А. М. Шувалов*, Г.M. Спиров* Н. П. Шишаев**, В. В. Чивилев**
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
*ВНИИ экспериментальной физики, 607200 Саров
**ОАО НИИ стали, 127411 Москва
Страницы: 30-35

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментов по разрушению кумулятивных струй импульсным током. В качестве источника энергии использовался выпускаемый промышленностью спирально-коаксиальный магнитокумулятивный генератор К-80 с трансформаторным выводом энергии. Обсуждаются особенности работы генератора в проведенных опытах и влияние параметров токового импульса на разрушение и глубину проникания кумулятивной струи в преграду.


5.
К вопросу управления эффективностью действия кумулятивных струй

С. В. Демидков
Академический научный комплекс «Институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова»,
220072 Минск
Страницы: 36-43

Аннотация >>
Предложено использование неконтактного воздействия магнитным полем на элементы кумулятивной струи с целью снижения глубины проникания. Получено снижение глубины проникания. Построена физико-математическая модель процесса, позволяющая оптимизировать параметры устройств, реализующих воздействие внешним магнитным полем.


6.
О критерии образования отраженной от облака частиц ударной волны

С. П. Киселев, В. П. Киселев
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 44-51

Аннотация >>
Рассмотрена задача об образовании отраженной от облака частиц «коллективной» ударной волны, наблюдаемой ранее в эксперименте. На основе численного и аналитического решений задачи получен критерий возникновения отраженной ударной волны.


7.
Приближенно-аналитический расчет маховской конфигурации стационарных ударных волн в плоском сужающемся канале

А. Е. Медведев, В. М. Фомин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 52-58

Аннотация >>
Предложена приближенно-аналитическая модель для расчета параметров стационарного течения газа внутри плоского сужающегося канала, образованного двумя симметрично расположенными клиньями. При углах раскрытия клина больше некоторого критического значения в канале формируется маховская конфигурация ударных волн (тройная точка). Расчет течения в сужающемся канале сводится к решению итерационной задачи для системы нелинейных алгебраических уравнений. Представленная модель течения газа описывает конфигурацию ударных волн, контактного разрыва и звуковой линии. Сравнение результатов, полученных на основе данной модели, с экспериментальными данными показывает, что данная модель с достаточной степенью точности позволяет рассчитать высоту «ножки» Маха и длину дозвуковой области течения.


8.
Распад центрированной волны сжатия Прандтля—Майера в стационарном потоке газа

А. В. Омельченко, В. Н. Усков
Балтийский государственный технический университет,
198005 Санкт-Петербург
Страницы: 59-68

Аннотация >>
Рассмотрен случай распада разрыва в сингулярной точке центрированной волны сжатия. Приводятся аналитические решения, позволяющие определить тип исходящего из точки распада отраженного разрыва и границы областей параметров, в которых существует решение задачи.


9.
О термокапиллярной конвекции жидкости в плавающей области

В. Л. Сенницкий
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 69-73

Аннотация >>
Предложен новый подход к изучению термокапиллярной конвекции жидкости в плавающей области.


10.
Построение точных решений уравнения Буссинеска

О. В. Капцов
Вычислительный центр СО РАН, 660036 Красноярск
Страницы: 74-78

Аннотация >>
Рассматривается известная модель нелинейных диспергирующих волн, предложенная Буссинеском во второй половине девятнадцатого века. Получены решения уравнения Буссинеска, выражающиеся через элементарные функции и описывающие волновые пакеты, их взаимодействие между собой и с солитонами, а также некоторые другие структуры. Для построения решений использовано билинейное представление Хироты и дифференциальные связи, заданные обыкновенными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами.


11.
Структура гравитационного течения в смешивающейся жидкости

В. Ю. Ляпидевский
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 79-85

Аннотация >>
На основе разработанной автором модели двухслойной мелкой воды при учете перемешивания между слоями исследованы стационарные плотностные течения в горизонтальном канале. Показано, что структура гравитационного течения и интенсивность перемешивания в его головной части существенно зависят от глубины канала. Найдены условия за фронтом, определяющие основные характеристики гравитационного течения


12.
Об обратной задаче аэродинамики крыла в сверхзвуковом потоке

Н. Ф. Воробьев
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 86-91

Аннотация >>
В рамках линейной теории решается обратная задача аэродинамики крыла — определение вида несущей поверхности по заданной нагрузке. Используется решение Вольтерра волнового уравнения. При выполнении некоторых условий, накладываемых на определяющие параметры задачи, находятся решения в классе ограниченных функций. Приведены решения обратных задач в сверхзвуковом потоке для крыльев бесконечного размаха, треугольной с полностью дозвуковыми кромками и прямоугольной форм в плане.


13.
Резонансные колебания газа в трубе с одним открытым концом в режиме слаборазвитой турбулентности

Р. Г. Галиуллин, Э. Р. Галиуллина, Е. И. Пермяков*
Казанский государственный университет, 420008 Казань
*Казанский государственный педагогический университет, 420021 Казань
Страницы: 92-99

Аннотация >>
Построена аналитическая теория резонансных колебаний газа в трубе с одним открытым концом. Течение газа в трубе предполагается турбулентным. Строится модель течения газа вблизи открытого конца трубы, позволяющая получить граничное условие, не содержащее эмпирических параметров. Теоретические результаты удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными других авторов.


14.
Термодинамически неравновесная пузырьковая среда

С. М. Шугрин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 100-110

Аннотация >>
Разработана модель термодинамически локально-неравновесной двухтемпературной и двухскоростной пузырьковой среды. Формулировка математической модели делается в два этапа. На первом этапе на базе вариационного принципа выводится квазиравновесная модель, на втором в найденные уравнения вводятся локально-неравновесные обменные члены. Из сформулированной таким образом общей модели могут быть получены более простые уравнения с помощью асимптотических и других способов (уравнения теорий длинных или коротких волн и др.).


15.
Автомодельная задача о разложении газогидратов в пористой среде при депрессии и нагреве

Р. И. Нигматулин, В. Ш. Шагапов, В. Р. Сыртланов
Институт механики многофазных систем СО РАН, 625000 Тюмень
Страницы: 111-118

Аннотация >>
Рассматриваются особенности разложения газовых гидратов при тепловом и депрессионном воздействии на пористую среду, в исходном состоянии полностью заполненную твердым гидратом. Установлено, что в высокопроницаемых пористых средах возможно существование зон объемного разложения, где гидрат сосуществует в равновесии с водой и газом. Исследованы автомодельные задачи о разложении гидратов при депрессии и нагреве. Показано, что существуют решения, согласно которым разложение гидратов может происходить как на поверхности фазовых переходов, так и в объемной области. Причем в первом случае разложение возможно без подвода тепла к среде и даже с его оттоком.


16.
Теплоотдача в пристенной струе при высокой турбулентности спутного потока

В. П. Лебедев, В. В. Леманов, С. Я. Мисюра, В. И. Терехов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 119-125

Аннотация >>
Исследован теплообмен при распространении струи в спутном потоке в широких диапазонах изменения параметра вдува (m = US/U0 < 1 и m > 1) и степени турбулентности потока (Тu0 = 0,2÷25%). Экспериментально показано, что при m < 1 увеличение турбулентности на 1 % приводит к увеличению теплообмена на 1 % и при расчете теплообмена необходимо учитывать адиабатическую температуру стенки и относительную функцию теплообмена. В режиме m > 1 степень турбулентности потока не влияет на теплообмен и расчет теплоотдачи можно проводить по закономерностям, характерным для струйных течений.


17.
Теплопередача в горизонтальном подогреваемом снизу слое жидкости при вращении одной из границ

В. С. Бердников, В. А. Марков
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 126-133

Аннотация >>
Экспериментально исследовалась смешанная конвекция в горизонтальном слое жидкости, возбуждаемая равномерным подогревом снизу и вращением одной из границ слоя. Область, занятая жидкостью, — цилиндр радиусом 320 мм и высотой 45 мм. Вращается или верхняя граница, или нижняя вместе с боковой стенкой. При числах Рэлея Ra ≈ 2 &midot; 107 в широком диапазоне чисел Рейнольдса по экспериментальным данным построены профили средней температуры по нормали к верхней границе с равномерным шагом по радиусу, получены данные о радиальном расслоении жидкости по температуре, интегральном потоке через слой жидкости и информация о пульсациях температуры. Обнаружен сложный характер зависимости теплопередачи от числа Рейнольдса. Предложено качественное объяснение полученных зависимостей теплоотдачи и температурного расслоения от чисел Рейнольдса.


18.
Математическое моделирование процесса воспламененияпылеугольной аэросмеси струей низкотемпературной плазмы

А. Д. Рычков, М. Ф. Жуков*
Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск
*Институт теоретической и прикладной механики СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 134-140

Аннотация >>
Проведено численное моделирование процесса воспламенения аэросмеси в пылеугольной горелке с предвключенным муфелем центральной осесимметричной струей воздуха, нагретого в электродуговом плазмотроне до температуры ≈5000 К. Этот процесс лежит в основе нового безмазутного способа розжига котельных агрегатов тепловых электростанций и является весьма перспективным как с экономической, так и с экологической точек зрения. Целью численного моделирования являлось исследование процесса воспламенения частиц угля в потоке и выяснение условий, при выполнении которых происходит переход к самостоятельному горению пылеугольной смеси. Полученные результаты позволили выявить существенную роль радиационного теплообмена в инициализации процесса горения частиц твердого топлива.


19.
Исследование термокапиллярного течения вблизи «холодного» угла

И. Б. Семенова
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 141-148

Аннотация >>
Численно исследовано поле скоростей в окрестности точки контакта свободной и твердой границ в задаче о бестигельной зонной плавке, рассмотренной в модельной двумерной постановке. Отмечены четко выраженные пограничный слой Прандтля на твердой границе и пограничный слой Марангони на свободной границе, большие градиенты продольной скорости вдоль свободной границы в непосредственной близости от «холодного» угла. Впервые обнаружено, что эпюра скорости при удалении от твердой границы имеет максимум, что не характерно для обычного течения вблизи твердой границы.


20.
Универсальные закономерности гидроразрыва в рамках модели Перкинса—Керна—Нордгрена

О. П. Алексеенко, А. М. Вайсман, А. Ф. Зазовский*
Институт горного дела СО РАН, 630091 Новосибирск
*Shlumberger Cambridge Research, СВ3 0HG Cambridge
Страницы: 149-157

Аннотация >>
Предложен алгоритм, позволяющий находить решение задачи Перкинса—Керна—Нордгрена для стандартных режимов гидроразрыва. Выявлены универсальные качественные закономерности поведения трещины, в частности, найдена асимптотика раскрытия у края и показано, что ее характер определяется скоростью увеличения или уменьшения размера трещины.


21.
О модели вязкохрупкого перехода при разрушении металлов и сплавов

Л. Б. Зуев
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН,
634021 Томск
Страницы: 158-162

Аннотация >>
Предложена модель вязкохрупкого перехода при разрушении металлов и сплавов, основанная на конкуренции процессов развития микротрещин и рождения дислокаций. В качестве дефектов того и другого типа рассматриваются микропоры, возникающие в области концентрации напряжений при коагуляции вакансий. Проведены количественные оценки кинетики развития микропоры и генерации ею микротрещин или дислокационных призматических петель. Рассмотрена температурная зависимость охрупчивания металлов и сплавов, а также влияние скорости нагружения и легирования на температуру охрупчивания.


22.
Смешанная задача теории трещин для антиплоской деформации

В. А. Хандогин
Новосибирский государственный технический университет,
630092 Новосибирск
Страницы: 163-172

Аннотация >>
Рассмотрено упругое равновесие изотропной плоскости с одним линейным дефектом в условиях продольного сдвига. Поле деформаций построено как решение двумерной краевой задачи Римана с переменными коэффициентами. Предложен специальный прием, позволяющий свести общую двумерную задачу к двум одномерным. Описаны три типа асимптотических выражений поля деформаций: в вершинах дефекта, в вершинах армирующего ребра, а также на удалении от близко расположенных вершин дефекта и ребра. Из анализа вариационных симметрий уравнений продольного сдвига выводится общая форма асимптотики деформаций с конечной энергией. Сформулирован парадокс основной смешанной краевой задачи для трещин и предложен вариант ее решения.


23.
Снижение прочности металлов при хемосорбции водорода в вершине трещины

В. М. Корнев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 173-178

Аннотация >>
Показано, что при взаимодействии водорода со свежеобразованной поверхностью в вершине трещины монокристалла металла происходит обрыв межатомных связей. Получены количественные оценки уменьшения хрупкой прочности монокристаллов металлов при наличии водорода в трещине по сравнению с прочностью того же металла в отсутствие водорода, когда используются сопоставимые критерии хрупкой прочности