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

1999 год, номер 3

1.
Автомодельные решения тепловой двухфазной фильтрации.

В. Н. Монахов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Работа посвящена построению обобщенных автомодельных решений тепловой модели двухфазной фильтрации в пористых средах.


2.
Баротермический эффект при фильтрации аномальной нефти и воды.

Р. Ф. Шарафутдинов
Башкирский государственный университет, 450000 Уфа

Аннотация >>
На основе численного исследования температурного поля баротермического эффекта при фильтрации аномальной нефти и воды установлены закономерности формирования температуры на выходе из пласта. Показано, что аномальные свойства нефти приводят к усилению вклада адиабатического охлаждения в начальные моменты времени после пуска скважины в работу. При совместном движении аномальной нефти и воды наблюдается немонотонная зависимость температуры флюида от насыщенности пласта водой.


3.
Фильтрационная конвекция в высокочастотном вибрационном поле.

С. М. Зеньковская, Т. Н. Роговенко*
Ростовский государственный университет, 344090 Ростов-на-Дону
*Ростовская государственная академия строительства, 344022 Ростов-на-Дону

Аннотация >>
Исследовано влияние высокочастотных поступательных вибраций на возникновение фильтрационной конвекции в плоском горизонтальном слое вязкой несжимаемой жидкости, насыщающей пористую среду. На границах слоя поддерживается постоянная температура. Установлено, что при всех направлениях вибрации, отличных от вертикального (поперечного), возможны конвекция в условиях невесомости и тепловая гравитационная конвекция как при нагреве сверху, так и при подогреве снизу. В случае пониженной гравитации найдены значения вибрационного параметра, при которых происходит выход на невесомость. Указанные выводы сделаны на основе анализа осредненных уравнений фильтрационной конвекции, которые выведены для произвольной области.


4.
О стабилизации решений нелинейного уравнения фильтрации двухфазной жидкости.

Н. В. Хуснутдинова
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Исследуется асимптотическое поведение при неограниченном возрастании времени решений краевых задач для уравнения фильтрации двухфазной жидкости, описывающих процесс вытеснения из пласта несмешивающихся несжимаемых жидкостей. Установлена сходимость этих решений к единственному решению стационарной задачи (стабилизация), и при дополнительных предположениях дана оценка скорости сходимости.


5.
Нестационарная нелинейная задача о горизонтальном движении контура под границей раздела двух жидких сред.

С. И. Горлов
Омский филиал Института математики им. С. Л. Соболева СО РАН, 644099 Омск

Аннотация >>
В рамках нелинейной теории разработан и численно реализован метод решения начально - краевой задачи о горизонтальном движении кругового цилиндра под границей раздела двух жидкостей. Для задачи о разгоне кругового цилиндра под свободной поверхностью весомой жидкости представлены результаты расчета профилей генерируемых волн и гидродинамических нагрузок. Подробно рассмотрено явление обрушения волн.


6.
О корреляции между теоретическими и экспериментальными уединенными волнами.

В. И. Букреев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Приведены экспериментальные данные о поверхностных уединенных волнах, которые генерировались пятью способами. На основе этой и имеющейся в литературе информации показано, что при амплитудах 0,2a/h0,6 (h – начальная глубина жидкости) экспериментальные уединенные волны хорошо коррелируют с их теоретическими аналогами, найденными в рамках полной модели потенциального движения жидкости. Отмечается некоторое расхождение в области малых амплитуд. Обсуждаются причины, по которым в опытах не удается реализовать свободные уединенные волны теоретически предельной амплитуды, и приводится пример вынужденной волны, амплитуда которой близка к предельной. Подтвержден установленный ранее факт, что при эволюции из состояния покоя ондулярные волны обрушиваются, когда скорость распространения их переднего фронта достигает предельной скорости распространения уединенной волны.


7.
Термодинамическая неустойчивость дисперсных сред изолированных от внешних воздействий.

С. В. Стебновский
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Экспериментально исследована эволюция структуры среды, содержащей дисперсные элементы (капли в маловязкой жидкости, твердые сферы в глицерине, воздушные поры в геле), в случае, когда в системе отсутствуют градиентные температурные и концентрационные поля и среда изолирована от влияния внешних силовых полей (в том числе гравитационного). Установлено, что эти системы неравновесны: если исходное расстояние между дисперсными частицами порядка их размеров, то независимо от масштаба системы происходит взаимное сближение частиц до полного их контакта (коагуляции).


8.
Растекание капли вязкой жидкости по поверхности под действием гравитации.

О. В. Воинов
Институт механики многофазных систем СО РАН, 625000 Тюмень

Аннотация >>
Рассмотрена нестационарная нелинейная задача растекания капли вязкой жидкости по горизонтальной поверхности твердого тела под действием гравитации и капиллярных сил при малых числах Рейнольдса. Метод асимптотического сращивания применен к решению осесимметричной задачи растекания при значительном влиянии гравитации на динамику капли. Определена структура течения в капле на больших временах в окрестности автомодельного решения. Установлены диапазоны применимости квазиравновесной модели растекания капли с динамическим краевым углом и автомодельного решения. Найдено, что переход от одной модели течения к другой происходит при очень больших числах Бонда.


9.
Длинные волны в двухслойной вихревой жидкости под крышкой.

А. А. Чесноков
Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассмотрена математическая модель вихревого движения идеальной двухслойной жидкости в узком прямом канале. Движение жидкости в эйлерово - лагранжевой системе координат описывается квазилинейными интегродифференциальными уравнениями. Найдены преобразования системы уравнений движения, в результате которых стало возможным применение общего метода исследования интегродифференциальных уравнений теории длинных волн, основанного на обобщении понятий характеристик и гиперболичности для систем с операторными коэффициентами. Получено и исследовано характеристическое уравнение. Сформулированы необходимые условия гиперболичности системы уравнений движения для течений с монотонным по глубине профилем скорости. Показано, что вопрос о получении достаточных условий гиперболичности эквивалентен решению некоторого сингулярного интегрального уравнения. Отдельно рассмотрен случай сильного скачка плотности (в нижнем слое тяжелая жидкость, а в верхнем достаточно легкая). Проведено моделирование, в результате которого система уравнений движения упростилась, но не потеряла физического смысла. Для этой системы даны необходимые и достаточные условия гиперболичности.


10.
Осевая струя в потенциально вращающейся жидкости в трубе переменного радиуса.

В. В. Никулин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассматривается стационарное движение жидкости в струе, расположенной вдоль оси симметрии потенциально вращающегося потока в трубе переменного радиуса. Строится теоретическая модель такого движения. В строгой постановке исследована зависимость параметров струи от осевой координаты при заданных условиях на входе. В частности, устанавливается продолжаемость или непродолжаемость решения на полубесконечный интервал. На основе анализа поведения струи делается попытка оценить поведение ядра торнадоподобного вихря в трубе переменного радиуса, а именно возможность возникновения распада или прыжка вихря.


11.
Устойчивость ламинарного ручейкового течения жидкости в круглых трубах в приближении одномерных волн.

П. И. Гешев, А. А. Черепанов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Проведено теоретическое исследование устойчивости вязкого ламинарного потока жидкости со свободной поверхностью в наклонных трубах. Поскольку зависимость расхода жидкости от высоты свободной поверхности не является монотонной (максимум расхода в трубах кругового сечения наблюдается при Н = 1,7R), основное внимание уделено области НН. Доказано существование зоны неустойчивости: сколь бы ни было малым число Рейнольдса, для него найдется уровень свободной поверхности, при превышении которого течение становится неустойчивым по отношению к одномерным возмущениям. При толщине слоя жидкости, близкой к вертикальному размеру трубы, одномерные возмущения распространяются главным образом вверх по течению (для не очень больших чисел Рейнольдса), из чего следует вывод о несуществовании стационарного режима истечения жидкости из доверху заполненной трубы с открытым концом.


12.
Влияние молекулярных вращении на акустические свойства двухжидкостной среды.

С. В. Долгушев
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Проведен теоретический анализ влияния молекулярных вращении на дисперсию скорости звука и коэффициент поглощения в смесях двух- и одноатомного газов с большим различием молекулярных масс. Рассмотрены два типа смесей, в которых: 1) молекулы двухатомного компонента значительно легче молекул одноатомного; 2) меньшей массой обладают одноатомные молекулы. Расчеты показывают, что в смесях первого типа влиянием вращательной релаксации на акустические характеристики в области частот, близких к критической, можно пренебречь, а в смесях второго типа энергообмен между вращательными и поступательными степенями свободы молекул существенно влияет на распространение вынужденных акустических возмущений.


13.
Абсолютная и конвективная неустойчивость сверхзвукового пограничного слоя.

Г. В. Петров
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
С помощью метода перевала определены асимптотики развития во времени для трехмерных пространственно локализованных собственных возмущений. Установлены критерии абсолютной неустойчивости в случае ветвящегося дисперсионного соотношения. Представлены результаты расчетов областей ее существования для пограничного слоя на пластине при Re , M10.


14.
Автоколебания сверхзвуковых разреженных импактных струях.

Г. Ф. Горшков, В. Н. Усков
Балтийский государственный технический университет, 198005 Санкт – Петербург

Аннотация >>
Исследовано влияние разреженности среды на автоколебания в сверхзвуковых импактных струях (недорасширенных струях, взаимодействующих с нормально расположенной плоской ограниченной преградой). Получены амплитудно - частотные, характеристики пульсаций давления на преграде.


15.
Распространение возмущений в пространственных сверхзвуковых пограничных слоях.

Р. В. Кречетников, И. И. Липатов*
Московский физико-технический институт, 140160 Жуковский
*Центральный аэрогидродинамический институт, 140160 Жуковский

Аннотация >>
Проведен анализ распространения возмущений в трехмерных пограничных слоях в условиях глобального и локального сильного вязко - невязкого взаимодействия. Найдена система субхарактеристик, на основе выведенного условия для субхарактеристики, связанной с давлением, получено алгебраическое соотношение, определяющее скорость распространения возмущений. Рассчитаны скорости распространения возмущений в дву- и трехмерных течениях. Исследованная проблема имеет важное значение для корректной постановки задач для уравнений трехмерного нестационарного пограничного слоя и построения адекватных вычислительных моделей.


16.
Одномерное движение эмульсии с затвердеванием.

А. Г. Петрова, В. В. Пухначев*
Алтайский государственный университет, 656099 Барнаул
*Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Предлагается математическая модель процесса затвердевания эмульсии, движущейся под действием термокапиллярных сил и микрогравитации с малой концентрацией дисперсной фазы. Исследуется задача первого приближения, возникающая при представлении решений в виде асимптотических рядов по малому параметру. Найдены условия частичного и полного вытеснения примеси из затвердевшей части, а также условия накопления примеси затвердевшей смесью. Рассматривается задача получения композита с заданным распределением дисперсной фазы. Найдены и исследованы точные решения, достаточно полно отражающие различные особенности качественного поведения решения при различных режимах входных данных.


17.
Ветвление автомодельных решений, описывающих термокапиллярное течение жидкости в тонком слое.

В. А. Батищев
Ростовский государственный университет, 344090 Ростов-на-Дону

Аннотация >>
При больших числах Марангони исследованы термокапиллярные течения жидкости в тонком слое с твердой нижней стенкой и свободной верхней поверхностью, вдоль которой в радиальном направлении задан градиент температуры. Для системы уравнений Прандтля численно и асимптотически построены автомодельные решения, описывающие осесимметричные режимы течений жидкости без окружной компоненты скорости. Показано, что от полученных режимов ответвляется пара новых, также автомодельных режимов течений жидкости с вращением, которые рассчитаны численно и асимптотически.


18.
Теплоперенос во вспучивающихся теплоогнезащитных покрытиях.

Г. В. Кузнецов, В. П. Рудзинский
Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики
при Томском государственном университете, 634050 Томск

Аннотация >>
Проведены численные исследования совместно протекающих физико - химических и теплофизических процессов во вспучивающихся теплоогнезащитных покрытиях с использованием модели, в основе которой лежит гипотеза об абсолютной прозрачности газообразных продуктов термического разложения исходного материала. Установлено, что при полном учете радиационного механизма переноса тепла в слое кокса вспучивающегося покрытия значения температуры на поверхности защищаемой конструкции практически равны температуре, достигаемой на этой поверхности при использовании невспучивающегося покрытия.


19.
Плоская линейная задача о погружении упругой пластины в идеальную несжимаемую жидкость.

А. А. Коробкин, Т. И. Хабахпашева
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассматривается плоская нестационарная линейная задача о погружении упругой пластины конечной длины в идеальную несжимаемую и невесомую жидкость. В начальный момент известны прогиб пластины и скорости ее точек. Жидкость занимает нижнюю полуплоскость, граница жидкости вне пластины свободна. Пластина, которая является днищем конструкции, погружающейся в жидкость с постоянной скоростью, моделируется балкой Эйлера. На начальном этапе погружения, когда перемещение конструкции намного меньше длины пластины, определены прогиб пластины и распределение в ней изгибающих напряжений. Используемая модель позволяет оценить максимальные напряжения, возникающие в упругой пластине при ее ударе о воду, а также предсказать момент и место их возникновения. Расчеты проведены для условий эксперимента, выполненного в MARINTEX (Норвегия). Отмечено качественное совпадение численных и экспериментальных результатов.


20.
Структура фронта слабой ударной волны в высоконаполненных композитах.

Б. Р. Гафаров, А. В. Уткин, С. В. Разоренов, А. А. Богач, Е. С. Юшков
Институт химической физики РАН, 142432 Черноголовка

Аннотация >>
Проведено экспериментальное исследование структуры фронта импульса сжатия в гетерогенном энергетическом материале (ЭМ) с характерным размером гранул 100 – 300 мкм и его инертном имитаторе с размером частиц 3 – 5 мкм. Ударные волны с амплитудой порядка 0,1 ГПа инициировались зарядом взрывчатого вещества весом 20 г. Регистрация скорости свободной поверхности образцов либо скорости на границе с водяным окном осуществлялась лазерным интерферометром VISAR. Обнаружен осциллирующий характер изменения массовой скорости в ЭМ, который объясняется гетерогенной структурой образцов. В мелкодисперсном имитаторе осцилляции не наблюдались. Показано, что вязкоупругая модель Максвелла пригодна для усредненного описания эволюции импульса сжатия в исследованных материалах.


21.
Осреднение ортотропной упругой пластины, ослабленной периодическими шарнирами конечной жесткости.

Ю. А. Боган
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
При помощи метода осреднения Н. С. Бахвалова построена формальная асимптотика решения сформулированной в заглавии задачи. Осредненное уравнение имеет эллиптический тип; при малой жесткости шарнира оно сингулярно возмущено и при нулевой жесткости шарнира меняет свой тип на составной. Для первой краевой задачи доказана сходимость решения исходной задачи к решению предельной. Рассмотрена ситуация, в которой для уравнения составного типа заданы естественные граничные условия. Показано, что пространство решений однородной задачи бесконечномерно.


22.
Условия образования пузырей в межзеренном слое стеклофазы при спекании керамики.

Д. Н. Карпинский, Г. И. Панчихина
Научно-исследовательский институт механики и прикладной математики
при Ростовском государственном университете, 344090 Ростов-на-Дону

Аннотация >>
Представлены результаты расчетов эволюции распределения концентрации газа в межзеренном слое стеклофазы при ее остывании от температуры спекания до комнатной температуры. Расчеты проведены для двух стадий охлаждения стеклофазы. Результаты расчетов позволяют сделать выводы, что растворение газа в межзеренном слое стеклофазы приводит к существенному смягчению условий зарождения пузырьков в нем, а основной вклад в насыщение газом стеклофазы дает второй (низкотемпературный) этап остывания.


23.
Исследование микроструктуры композита после динамического разрушения.

Л. М. Молчунова, О. В. Килина, С. Ф. Гнюсов, С. Н. Кульков
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021 Томск

Аннотация >>
Методами металлографии и рентгеноструктурного анализа исследованы на разных масштабных уровнях изменения структуры и фазового состава композита типа твердого сплава, подвергнутого динамическому удару. Динамическое воздействие на композит стальным ударником привело к перераспределению структурных составляющих с образованием отдельных областей с различным содержанием упрочнителя, формированию локальных участков с измененной по отношению к исходной структурой, а также появлению новых фаз.


24.
Прогнозирование эффективных упругих свойств сферопластиков обобщенным методом самосогласования.

А. А. Паньков
Пермский государственный технический университет, 614600 Пермь

Аннотация >>
Представлено решение обобщенным методом самосогласования задачи прогнозирования эффективных упругих свойств композитов с заданными случайными расположением и вариацией радиуса сферических включений. Задача сведена к решению осредненной краевой задачи теории упругости для одиночного включения с неоднородным переходным слоем в среде с искомыми эффективными упругими свойствами. Приведен численный расчет эффективных упругих свойств композита с жесткими сферическими включениями и композита со сферическими порами. Результаты сравниваются с известным решением для периодической структуры и решениями традиционных методов самосогласования.


25.
Об адекватности описания процесса разрушения в расчетах на ЭВМ.

А. Г. Иванов
Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, 607190 Саров

Аннотация >>
Проведен анализ ряда работ, посвященных описанию внедрения космического тела в атмосферу планеты. Показано, что адекватную качественную картину явления можно получить при использовании интегрального критерия разрушения, который основан на выполнении необходимого энергетического условия разрушения. Использование традиционных критериев разрушения сопротивления материалов не дает корректного описания рассматриваемого процесса.


26.
Газодинамический способ снижения усилия проникания твердого тела в грунт.

В. В. Боровиков, А. В. Быстров
Военная инженерно-космическая академия
им. А. Ф. Можайского, 197082 Санкт – Петербург

Аннотация >>
Разработан новый газодинамический способ снижения сопротивления грунтовой среды прониканию твердого тела. Показана физическая суть процесса. Даны теоретические основы масштабного моделирования. Представлены результаты экспериментальных исследований и выделен диапазон параметров, при которых способ эффективен.


27.
Приближенное представление формы сжатого гибкого стержня.

Н. С. Астапов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Предложена компактная запись алгоритма точного вычисления координат плоской упругой линии продольно сжатого гибкого стержня при любых нагрузках. Получены существенно более точные, чем известные в литературе, приближенные формулы, позволяющие вычислять координаты упругой линии стержня с погрешностью не более 1 % от длины стержня вплоть до нагрузок, превышающих критическую нагрузку Эйлера на 30 %.


28.
Об одном способе определения пьезомодуля при неоднородной поляризации стержня.

А. О. Ватульян, А. Н. Соловьев*
Ростовский государственный университет, 344090 Ростов-на-Дону
*Донской государственный технический университет, 344010 Ростов-на-Дону

Аннотация >>
Предлагается способ определения функции располяризации пьезокерамического стержня при задании амплитудно - частотной характеристики тока. Задача сведена к нелинейному интегральному уравнению, которое решается на основе сочетания методов линеаризации и регуляризации А. Н. Тихонова. Доказана единственность решения, проведена серия численных экспериментов по определению закона поляризации.


29.
Применение физических методов и метода электронной микроскопии к анализу структурных изменений в сплаве Ni3Fe.

А. А. Клопотов, Ю. А. Тимошников, Э. В. Козлов, Н. А. Конева
Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634003 Томск

Аннотация >>
Представлены результаты исследований структурных и механических свойств и проведен анализ значений плотности и типов дислокации, параметров дислокационного взаимодействия и энергии, затраченной на деформацию образцов сплава Ni3Fe в различных исходных состояниях. Показано, что характер деформационного упрочнения в упорядочивающемся сплаве Ni3Fe зависит от внешних воздействий (деформации, облучения -квантами).