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 4

1.
Об одном примере стоксовом магнитогидродинамического обтекания самодвижущегося шара

В. И. Яковлев
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 3-11

Аннотация >>
Магнитогидродинамическое обтекание шара, снабженного внутренним источником электромагнитных полей в виде переменного магнитного диполя, исследовано в стоксовом приближении. Рассматриваемый диполь способен обеспечить поступательное движение шара относительно жидкости. Показаны особенности обтекания в самодвижущемся режиме работы источника, вызванные влиянием распределенных объемных сил на характер течения.


2.
Заряженная струя несжимаемой жидкости в электрическом поле

А. А. Шутов, А. А. Захарьян*
ГНЦ РФ. Филиал научно-исследовательского физико-химического
института им. Л. Я. Карпова,249020 Обнинск
*ГНЦ РФ. Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, 115523 Москва

Аннотация >>
В приближении ламинарного пограничного слоя решена задача о струйном течении несжимаемой жидкости со свободными границами в электрическом поле. В классе ав¬томодельных решений найдено точное решение для круглой струи. В случае плоской щелевой струи построено решение в виде ряда по степеням поперечной по отношению к плоскости симметрии координаты. Приведены зависимости радиуса (полуширины) от продольной координаты.


3.
Пример точного решения задачи о распределении ионизованной примеси в приповерхностной области полупроводника

А. А. Папин, А. П. Мажирин*
Алтайский государственный университет, 656099 Барнаул
*Институт физики полупроводников СО РАH, 630090 Новосибирск
Страницы: 17-24

Аннотация >>
Построено точное решение нелинейной задачи, в которой определяются электростатический потенциал и профиль распределения ионизованной примеси в приповерхностной области полупроводника.


4.
Влияние теплопроводности на неограниченное безударное сжатие плоского газового слоя

М. Г. Анучин
РФЯЦ, ВНИИ технической физики, 456770 Снежинск
Страницы: 25-32

Аннотация >>
Проведено численное исследование влияния процесса теплопроводности на сжатие плоского газового слоя, при котором в случае идеального адиабатического газа реализуется безударное сжатие с неограниченной кумуляцией плотности и энергии. Получены приближенные формулы, характеризующие асимптотику кумуляции энергии, плотности и энергетических затрат на сжатие. Показано, что с учетом теплопроводности явление кумуляции плотности и энергии сохраняется.


5.
Численное моделирование подводного взрыва в воздушной полости

П. 3. Луговой, В. П. Мукоид
Институт механики им. С. П. Тимошенко НАН Украины, 252057 Киев
Страницы: 33-37

Аннотация >>
Предложен эффективный численный алгоритм на основе метода С. К. Годунова, позволяющий качественно и количественно рассчитывать гидродинамические течения, возникающие в результате детонации зарядов взрывчатых веществ в воздушной полости. Расчеты проведены по разностной схеме с использованием подвижных разностных сеток, причем в качестве подвижных границ используются контактные поверхности: продукты детонации ‐ воздух, воздух ‐ вода и фронт ударной волны. Достоверность расчетов подтверждается экспериментальными данными.


6.
Вихревые движения жидкости в узком канале

А. А. Чесноков
Новосибирский государственный университет,
630090 Новосибирск
Страницы: 38-49

Аннотация >>
Рассматриваются квазилинейные интегродифференциальные уравнения, описывающие в эйлерово-лагранжевой системе координат завихренные течения идеальной несжимаемой жидкости в узком искривленном канале. Получены необходимые и достаточные условия гиперболичности системы уравнений движения для течений с монотонным по глубине профилем скорости. Вычислены скорости распространения характеристик и характеристическая форма системы. Приведено точное частное решение, на котором система интегродифференциальных уравнений с ростом времени меняет тип. Для линеаризованных уравнений дано решение задачи Коши. Построен пример начальных данных, для которых задача Коши некорректна.


7.
Некоторые классы двухмерных стационарных вихревых структур в идеальной жидкости

О. В. Капцов
Вычислительный центр СО РАН, 660036 Красноярск

Аннотация >>
Найдены новые типы плоских стационарных вихревых образований в идеальной жидкости. Эти структуры описываются точными решениями уравнения для функции тока. Данное уравнение является эллиптическим аналогом известного нелинейного волнового уравнения Буллафа ‐ Додда ‐ Жибера ‐ Шабата. Устойчивость по Ляпунову некоторых решений следует из теоремы Арнольда.


8.
Тонкая структура пограничных течений в средах с диффузией и теплопроводностью

А. В. Кистович, Ю. Д. Чашечкин
Институт проблем механики РАН, 117526 Москва
Страницы: 54-63

Аннотация >>
Исследуется влияние граничных условий на поверхностях, ограничивающих многокомпонентные стратифицированные среды, на процессы формирования течений в задачах многокомпонентной диффузии и термоконцентрационной конвекции. Приведены точные решения этих задач, анализ которых показывает, что в случае многокомпонентной диффузии формируется несколько пограничных слоев (концентрационные и скоростной), что приводит к декомпозиции физических полей и расщеплению характерных пространственных масштабов. В случае же термоконцентрационной конвекции образуется более сложная динамическая структура, включающая, помимо пограничных слоев, еще и фронты инжекции, существенное влияние которых на характеристики течения проявляется на расстояниях, значительно превышающих толщины пограничных слоев.


9.
Экспериментальное и численное исследование динамики однородной турбулентности устойчиво стратифицированной жидкости

Н. И. Болонов, В. У. Бондарчук*, И. А. Ватутин*, Б. А. Коловандин*, В. Г. Лобачев
Донецкий государственный университет, 340055 Донецк
*АН К «ИТМО» НАН Беларуси, 220072 Минск
Страницы: 64-75

Аннотация >>
Приводятся результаты экспериментального и численного исследования динамики параметров однородной турбулентности устойчиво стратифицированной жидкости при различных значениях молекулярного числа Прандтля ‐ Шмидта в широком диапазоне времени плавучести Nτ. Приводится краткое описание бассейна, использованной измерительной аппаратуры и методики эксперимента. Численное моделирование выполнено с использованием модели второго порядка однородной турбулентности стратифицированной среды. Проанализировано влияние колебаний турбулентного потока массы (тепла) q(Nτ) на эволюцию статистических параметров полей скорости и температуры, найдено инвариантное соотношение для параметров сильной турбулентности стратифицированной жидкости. Показано, что статистические параметры турбулентности, будучи сглаженными по амплитуде колебаний, после точки коллапса меняются во времени автомодельно.


10.
Распространение пассивной примеси от мгновенного локализованного источника в зоне турбулентного смешения в пикноклине

О. Ф. Воропаева, Г. Г. Черных
Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 76-83

Аннотация >>
Выполнено численное моделирование динамики пассивной примеси от мгновенного локализованного источника в зоне турбулентного смешения в пикноклине. Источник имитируется заданием начального распределения осредненной концентрации примеси в виде финитной функции, принимающей постоянное значение в круге малого радиуса. Результаты расчетов показывают возможность ситуаций, когда распространение пассивной примеси в значительной мере определяется конвективным течением, генерируемым зоной турбулентного смешения.


11.
О влиянии вдува на стабилизацию течения при обтекании осесимметричного тела с полостью, обращенной навстречу сверхзвуковому набегающему потоку

Л. А. Базыма
Харьковский авиационный институт, 310070 Харьков
Страницы: 84-90

Аннотация >>
В рамках модели идеального газа методом Годунова проведено численное моделирование сверхзвукового обтекания тела с кольцевым уступом, образованным двумя соосно расположенными цилиндрами. Рассмотрены режимы нестационарного обтекания и особенности течения, связанные с наличием цилиндрической полости в носовой части тела. Исследовано влияние интенсивности вдува кольцевой пристеночной струи со дна полости на стабилизацию течения и сопротивление тела. Установлена область существования стационарного обтекания.


12.
Определение аэродинамических характеристик летательных аппаратов в околозвуковом диапазоне скоростей

М. А. Найда, А. С. Фонарев
Центральный аэрогидродинамический институт, 140160 Жуковский
Страницы: 91-101

Аннотация >>
Рассмотрена задача определения интегральных аэродинамических характеристик летательных аппаратов в целом в трансзвуковом диапазоне скоростей. Разработан приближенный метод их расчета, основанный на использовании нелинейной трансзвуковой теории малых возмущений для пространственного обтекания тел. Метод исследования состоит в разделении области течения на две подобласти (внешнюю и внутреннюю), применении численных методов интегрирования уравнений в указанных областях и сращивании решений. Метод Мурмана – Коула для расчета сопротивления давления изолированного крыла обобщается на случай комбинации крыла с фюзеляжем.


13.
Оптический отклик слоя нематического жидкого кристалла на воздействие потока воздуха

В. М. Коротаев, С. И. Трашкеев, Г. М. Жаркова
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 102-109

Аннотация >>
Измеряется поверхностное трение, возникающее при обдувании потоком воздуха плоской пластины с помощью жидкокристаллического покрытия. Используемая пленка тематического жидкого кристалла давала оптический отклик, по которому определялась величина поверхностного трения. Предлагаемая методика не требует жесткого контроля толщины покрытия и углов освещения и наблюдения. Этот факт позволит в дальнейшем перейти к панорамным измерениям поверхностных аэродинамических характеристик.


14.
Определение каталитической активности материалов на основе решения уравнений неравновесного многокомпонентного пограничного слоя на плоской пластине

С. В. Пейгин, В. Ю. Казаков
НИИ ПММ Томского университета, 634050 Томск
Страницы: 110-117

Аннотация >>
Представлен метод определения зависимости вероятности гетерогенной рекомбинации по результатам измерений теплового потока Qw к поверхности каталитического датчика при его импульсном обдуве сверхзвуковым потоком газа, диссоциированного падающей ударной волной, распространяющейся в ударной трубе. Показано, что точность определения γw зависит не только от точности измерений в эксперименте, но и от результатов математического моделирования течения диссоциированного газа около поверхности тела. Представлены результаты обработки эксперимента.


15.
Математическое моделирование процессов солепереноса взаимосвязанными течениями подземных и поверхностных вод

А. А. Кашеваров
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 118-126

Аннотация >>
Рассмотрена математическая модель переноса солей взаимосвязанными потоками поверхностных, почвенных и грунтовых вод для крупномасштабных объектов со сложными гидрогеологическими условиями. Вычислительные алгоритмы и программная реализация модели основаны на декомпозиции по физическим процессам и областям моделирования с использованием конечно-разностных схем. Приведены примеры расчетов, иллюстрирующие характерные особенности задачи массопереноса взаимодействующими течениями.


16.
Влияние силы Кориолиса на конвенцию в глубоком озере: Вычислительный эксперимент

Е. А. Цветова
Вычислительный центр СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 127-134

Аннотация >>
Квазидвумерная негидростатическая модель гидротермодинамики с учетом сжимаемости воды используется для исследования конвекции в глубоком водоеме при температурах, близких к температуре максимальной плотности (ТМП). Вращение Земли учитывается в модели с помощью двух компонентов силы Кориолиса. Специфика глубокого водоема в отношении конвективных процессов состоит в зависимости ТМП не только от солености, но и от давления. Сравниваются результаты трех численных экспериментов: без учета силы Кориолиса, с одним и двумя параметрами Кориолиса. Результаты демонстрируют существенное влияние силы Кориолиса, что позволяет сделать вывод о необходимости ее учета при моделировании конвективных процессов в природных объектах.


17.
Прочность и разрушение плутония и его сплава с галлием при ударном нагружении

В. К. Голубев, Ю. С. Соболев, И. Р. Трунин
ВНИИ экспериментальной физики, 607190 Саров
Страницы: 135-140

Аннотация >>
Представлены результаты расчетного анализа условий откольного разрушения плутония и его сплава с массовой долей 1,6 % галлия при ударном нагружении. На основании полученных ранее экспериментальных данных определены критические растягивающие напряжения, соответствующие начальной стадии макроскопического откольного разрушения образцов. В расчетах учтены упругопластические свойства материалов и полиморфные превращения в сплаве при нормальной и повышенной (315 °С) температурах.


18.
Формирование периодических мезополосовых структур при растяжении полокристаллов с протяженными границами раздела

В. Е. Панин, В. С. Плешанов, Ю. В. Гриняев, С. А. Кобзева
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021 Томск
Страницы: 141-147

Аннотация >>
Изучено влияние крупномасштабных границ раздела в виде протяженных поперечных локализованных областей переплава на механизм пластической деформации поликристаллов низкоуглеродистой стали. Теоретически и экспериментально показано, что в зоне таких границ раздела возникают осциллирующие мезоконцентраторы напряжений, релаксация которых обусловливает формирование в деформируемых поликристаллах периодических полосовых структур мезомасштабного уровня.


19.
Вариационные принципы и оценки для жесткостей тел с пустотами

А. Г. Колпаков
Сибирская государственная академия телекоммуникаций
и информатики, 630009 Новосибирск
Страницы: 148-154

Аннотация >>
Получены вариационные принципы и оценки (в том числе двусторонние) для жесткостей тел, содержащих периодические системы пор (пустот). Рассмотрение проводится на основе асимптотического метода усреднения.


20.
Принцип соответствия краевых статических задач нелинейной вязкоупругости со старением краевым задачам теории упругости

Г. Ю. Ермоленко
Самарский государственный аэрокосмический университет,
443086 Самара
Страницы: 155-161

Аннотация >>
Формулируется принцип соответствия краевых задач нелинейной неоднородной анизотропной теории вязкоупругости краевым задачам теории упругости. Соответствие устанавливается при помощи интегральных преобразований с заранее неизвестными ядрами. Определен класс вязкоупругих материалов, для которых интегральными пребразованиями возможно сведение к краевым задачам фиктивной упругости.


21.
Нелинейное деформирование и потеря устойчивости криволинейных труб при нагружении внешним давлением

С. В. Левяков
СибНИА им. С. А. Чаплыгина, 630051 Новосибирск
Страницы: 162-166

Аннотация >>
В геометрически нелинейной постановке рассматривается задача о нагружении внешним давлением тонкостенной упругой трубы (тороидальной оболочки). На основе численного алгоритма исследуется нелинейное деформирование и устойчивость состояний равновесия оболочки в области значительных формоизменений ее поперечного сечения. Приводятся результаты по определению критических давлений с учетом моментного докритического состояния криволинейных труб, которые сравниваются с приближенным решением.


22.
К исследованию динамического контактного взаимодействия деформируемых тел

О. В. Бычек, В. М. Садовский
Вычислительный центр СО РАН, 660036 Красноярск
Страницы: 167-173

Аннотация >>
На основе формулировки граничных условий контактного взаимодействия деформируемых тел с учетом трения Кулона в виде квазивариационного неравенства предлагается новый алгоритм численного решения динамических контактных задач, обладающий вычислительной устойчивостью и гарантирующий выполнение геометрических ограничений в заранее неизвестной зоне контакта, условия неотрицательности нормального давления и противоположную направленность векторов касательной скорости и касательного напряжения при проскальзывании. Приводятся результаты расчетов контактной задачи для упругопластического тела в двумерной постановке.


23.
Численный анализ условий образования шейки в растягиваемом стержне из термовязкопластиного материала

А. А. Бычков, Д. Н. Карпинский
НИИ механики и прикладной математики при РГУ, 344090 Ростов-на-Дону
Страницы: 174-179

Аннотация >>
Исследованы условия шейкообразования в растягиваемом термовязкопластичном стержне с учетом теплопередачи в широком диапазоне скоростей деформаций и температур. Задача решается в длинноволновом приближении методами линейного анализа возмущений. Влияние амплитуды возмущений на устойчивость пластического деформирова¬ния исследуется с помощью нелинейного анализа. Расчеты показали: 1) при растяжении сплошного стержня при параметрах задачи, реализованных в опыте, образуется шейка; 2) при активном растяжении критическая деформация существенно зависит от волнового числа, особенно в области малых его значений; 3) при малой скорости деформирования отсутствует заметная зависимость критической деформации от величины волнового числа.


24.
Акустический контроль долговечности стальных образцов и восстановление их ресурса

Л. Б. Зуев, О. В. Соснин, Д. 3. Чиракадзе, В. Е. Громов, В. В. Муравьев
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021 Томск
Страницы: 180-183

Аннотация >>
Рассмотрены возможности контроля накопления повреждений при усталостном нагружении с помощью измерения скорости распространения ультразвука. Показано, что зависимость скорости ультразвука от числа циклов нагружения является трехстадийной кривой, на каждой стадии которой скорость ультразвука снижается. Наиболее быстрый спад наблюдается на последней стадии испытания непосредственно перед разрушением. Показано, что переход в критическое состояние может быть обнаружен при измерениях скорости ультразвука. Предложен способ повышения ресурса работы образца, приблизившегося к критическому состоянию, за счет обработки серией мощных импульсов электрического тока, при этом ресурс работы повышается на 30 … 40 % по сравнению с исходным.


25.
О действии трения в контактной задаче для пластины со штифтом

В. Н. Солодовников
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
Страницы: 184-192

Аннотация >>
Решается контактная задача о растяжении упругой прямоугольной пластины с круговым отверстием, в которое с малым зазором вставлен абсолютно жесткий неподвижный штифт кругового поперечного сечения. В области контакта действует трение по закону Кулона. Применяются метод конечных элементов и принцип Буссинеска, по которому определяется нагрузка, реализующая заданную область контакта. Рассматриваются два варианта краевых условий на контуре отверстия.