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 4

1.
Моделирование плазменных конфигураций-галатей типа “Пояс”.

А. В. Белимов, Г. И. Дудникова, М. П. Федорук, Э. П. Шурина
Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Построены численные модели процессов равновесных плазменных конфигураций типа “Пояс” с помощью прямого разряда. Определены магнитобарические характеристики этих конфигураций. Показано соответствие результатов расчетов экспериментальным данным.


2.
Поведение плотности и полного давления в процессе вынужденного и спонтанного пересоединения.

Г. И. Дудникова, В. П. Жуков, Г. Фукс*
Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск
*Институт физики плазмы, Юлих (Германия)

Аннотация >>
Рассмотрены особенности поведения плотности и полного (суммы магнитного и газокинетического) давления в процессе вынужденного (на примере распространения магнитозвуковой волны в окрестности Х - точки) и спонтанного (на примере развития винтовой тиринг - моды) пересоединения. Показано, что распределение полного давления слабо зависит от начальной величины газокинетического давления, напряженности z - компоненты магнитного поля и теплопроводности в широком диапазоне параметров. Характер распределения плотности определяется только значением коэффициента теплопроводности. Показано также, что в случае спонтанного пересоединения поведение полного давления и плотности, в отличие от вынужденного, слабо зависит от теплопроводности.


3.
Генерация геомагнитных колебании на поздней стадии камуфлетного взрыва.

Л. П. Горбачев, Т. А. Семенова, Ю. Б. Котов*
Московский инженерно-физический институт, 115409 Москва
*Институт прикладной математики РАН, 125047 Москва

Аннотация >>
Исследуется генерация геомагнитных возмущений (ГМВ) на поздней стадии подземного ядерного взрыва, когда вытесненное первоначально земное магнитное поле вновь проникает внутрь полости взрыва. Рассчитана напряженность электрического поля ГМВ, связанного с колебаниями магнитного момента. Разработан метод анализа записей ГМВ, позволяющий учесть характер квазипериодических колебаний в составе сигнала. Расчеты сопоставлены с результатами экспериментов, проводившихся в штате Невада (США) в 1958 г.


4.
Закономерности растяжения и пластического разрушения металлических кумулятивных струй.

А. В. Бабкин, С. В. Ладов, В. М. Маринин, С. В. Федоров
Московский государственный технический университет
им. Н. Э. Баумана, 107005 Москва

Аннотация >>
Представлены результаты физико - математического моделирования, полученные в рамках механики сплошных сред с помощью численного решения двумерной осесимметричной нестационарной задачи динамического деформирования сжимаемого упругопластического стержня переменного сечения. Расчетным путем выявлены зависимости количественных характеристик растяжения и разрыва кумулятивной струи (коэффициенты предельного и инерционного удлинения, количество отдельных элементов при разрыве) от параметров струи и характеристик ее материала. Приведено сопоставление полученных зависимостей с экспериментальными данными для пластически разрушающихся струй из меди и ниобия, предложено физическое объяснение их характера.


5.
О построении кинетической модели газовой среды при учете неравновесных процессов.

В. Н. Макаров
Институт механики Московского государственного университета, 119899 Москва

Аннотация >>
Рассмотрены вопросы построения кинетической модели среды (газ, плазма) на основе выбора наиболее важных физико - химических процессов. На примере задачи распространения прямой ударной волны в атмосфере выделены модели кинетики с учетом погрешности в задании констант скоростей реакций. Исследование осуществлялось с применением автоматизированной системы, составляющими элементами которой являются структурированные базы физико - химических данных, генератор кинетических уравнений, комплекс программы прямого расчета, программные модули нахождения из множества допустимых решения, удовлетворяющего заранее заданным критериям.


6.
Столкновение сверхзвуковых потоков в вакууме и затопленном пространстве.

А. А. Морозов, М. Ю. Плотников, А. К. Ребров
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
На основе численного моделирования методом Монте - Карло проведено исследование столкновения плоскопараллельных сверхзвуковых потоков в вакууме и затопленном пространстве. Исследование трансзвуковой зоны плоского источника, внезапно включенного при разлете в вакуум, позволило установить закономерности изменения параметров течения в критическом сечении и справедливость использования газодинамических зависимостей, полученных в рамках сплошной среды, при моделировании истечения газа. Изучена эволюция структуры ударного сжатого слоя, возникающего в области столкновения потоков. Установлено, что столкновение потоков в затопленном пространстве приведет к более существенному повышению температуры в сжатом слое, чем при столкновении в вакууме.


7.
Модельная задача о внезапном движении линии трехфазного контакта.

В. В. Пухначев, И. Б. Семенова
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Гидродинамические задачи, связанные с течениями жидкостей с линиями трехфазного контакта (например, твердое тело – жидкость – газ или твердое тело и две несмешивающиеся жидкости), представляют особый интерес. В последние годы большое внимание уделялось стационарным и квазистационарным течениям. Существенно нестационарные задачи подобного рода практически не рассматривались. В данной работе изучается модельная задача, связанная с резко нестационарным движением конечного объема вязкой несжимаемой жидкости с линией трехфазного контакта. Статический краевой угол предполагается прямым, а начальная свободная поверхность жидкости – цилиндрической. Внезапно одна из плоскостей начинает движение навстречу другой с постоянной конечной скоростью. Рассматриваются течения с большими числами Рейнольдса и малыми капиллярными числами. Массовые силы в задаче не учитываются. Основной результат работы состоит в построении формальной асимптотики решения на малых временах.


8.
Косое набегание поверхностных волн на упругую полосу.

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

Аннотация >>
Исследовано косое набегание волн малой амплитуды на упругую полосу, плавающую на свободной поверхности жидкости. Определены коэффициенты отражения и прохождения волн, а также вертикальные смещения и деформации пластины. Показано, что все эти характеристики существенно зависят от угла падения волны, ее частоты и ширины пластины. Получены приближенные решения для коэффициентов отражения и прохождения.


9.
Течения с пограничными слоями в областях, имеющих свободные границы.

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

Аннотация >>
Рассмотрены течения с пограничными слоями Марангони при разнонаправленных скорости внешнего потока и касательного напряжения на свободной границе. Исследованы условия возникновения противотоков. Вблизи точки контакта трех фаз выведен аналог системы уравнений Прандтля. Построены примеры решений.


10.
Численное исследование ламинарного термокапиллярного течения в квадратной полости.

В. А. Гапонов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Численно исследуются гидродинамика и процессы теплообмена в задаче о ламинарном термокапиллярном течении вязкой несжимаемой жидкости в полости квадратного сечения с изотермическими вертикальными и адиабатическими горизонтальными поверхностями в предположении, что сила тяжести отсутствует, свободная поверхность плоская, поверхностное натяжение линейно зависит от температуры. Вычисления проводились методом компактных разностей на неравномерных сетках с повышенным (пятым) порядком точности для четырех чисел Прандтля (Рг = 1; 16; 200; 3000) при изменении числа Марангони (Ма) от 102 до 104. Получены зависимости максимальной локальной теплоотдачи от Ма. Показано, что максимум распределения горизонтальной компоненты скорости на поверхности смещается к холодной границе по закону, обратно пропорциональному Ма для рассмотренных значений Рг.


11.
Волны на пленке вязкой жидкости, стекающей по вибрирующей вертикальной плоскости.

С. Н. Саматов, О. Ю. Цвелодуб
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассматривается течение тонкой пленки вязкой жидкости, стекающей по вертикальной плоскости в поле тяжести. Плоскость совершает гармонические колебания в перпендикулярном ей направлении. Получено уравнение, при малых расходах жидкости описывающее эволюцию возмущений поверхности. Построены некоторые решения этого уравнения.


12.
Оптимальные догоняющие скачки уплотнения с ограничениями на суммарный угол поворота потока.

А. В. Омельченко, В. Н. Усков
Балтийский государственный технический университет, 198005 Санкт-Петербург

Аннотация >>
Рассматривается задача оптимизации газодинамических переменных за системой из двух стационарных косых скачков уплотнения, на угол поворота потока в которой наложены ограничения. Определяются диапазоны входных параметров, в которых данная система оказывается эффективнее одного скачка. На основе анализа оптимальной для статического давления системы объясняется физический смысл смены типа отраженного разрыва в задаче о взаимодействии догоняющих косых скачков уплотнения.


13.
Численное моделирование волновых течений, вызванных сходом берегового оползня.

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

Аннотация >>
Разработана математическая модель образования и распространения прерывных волн, вызванных сходом в воду берегового оползня. В ее основе лежат плановые уравнения двухслойной “мелкой жидкости” со специально введенным “сухим трением” в нижнем слое, что позволяет описывать одновременное движение оползневой и водной массы. Построена аппроксимирующая эти уравнения явная разностная схема, на базе которой создан численный алгоритм, позволяющий моделировать движение свободных границ как оползня, так и воды (в частности, распространение водной волны по сухому руслу, ее накат на берег и перетекание через преграды).


14.
Колебания веерной струи при натекании сверхзвуковой струи на преграду с выемкой.

В. С. Демин, А. В. Кожин*
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
*Институт лазерной физики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Описано несколько видов колебаний веерной струи. Сформулирована физическая модель одного из видов автоколебаний веерной струи. Приведены формулы для вычисления частот автоколебаний.


15.
Движение шара в жидкости в присутствии стенки при колебательных воздействиях.

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

Аннотация >>
Получено решение задачи о движении шара в идеальной жидкости, ограниченной извне поверхностью стенки и совершающей заданные колебания вдали от шара.


16.
Акустические колебания около тонкостенных цилиндрических препятствий в канале.

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

Аннотация >>
Исследованы вопросы существования собственных колебаний в бесконечных цилиндрических областях, содержащих тонкое цилиндрическое препятствие. Получены критерии существования собственных колебаний. Для препятствий, допускающих поворотную симметрию, исследована зависимость частот собственных колебаний от размеров препятствия. Для первых мод исследован вид собственных колебаний.


17.
Особенности автоколебаний, возникающих при обтекании ограниченной преграды сверхзвуковой недорасширенной струёй.

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

Аннотация >>
Исследовано влияние размера преграды на структуру течения и особенности нестационарных режимов, возникающих при обтекании нормально расположенной ограниченной плоской преграды сверхзвуковыми недорасширенными струями.


18.
Исследование нестационарных гидродинамических характеристик двойной решетки профилей.

О. В. Чернышева, В. А. Юдин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассматривается обтекание двойной решетки телесных профилей произвольной формы, колеблющихся в потоке идеальной несжимаемой жидкости. За профилями решеток учитываются нестационарные вихревые следы, моделируемые линиями контактного разрыва скорости. В предположении малости амплитуд колебаний задача сводится к решению системы двух интегральных уравнений относительно скорости жидкости на исходных профилях двойной решетки. Получены формулы для расчета нестационарных сил и моментов. Проведено исследование зависимости этих сил от формы, взаимного расположения и законов колебаний профилей решеток.


19.
О механизме коагуляции дисперсных элементов в средах, изолированных от внешних воздействий.

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

Аннотация >>
Предложена физическая модель наблюдаемой ранее в экспериментах коагуляции (взаимного сближения) сферических жидких, твердых и газообразных дисперсных элементов (диаметром до 1 см) в полярных жидких и вязкоупругой тиксотропной матрицах в случае полной изоляции системы от внешних сил, а также градиентных температурных и концентрационных полей. Показано, что при наличии межфазного натяжения на границе раздела матрица – сферический дисперсный элемент, т. е. когда на вогнутой границе матрицы капиллярное давление отрицательно, в полярной жидкой или вязкоупругой матрице формируется слабый градиент поля напряжений. Если вторая дисперсная частица попадает в это поле, то на нее действует результирующая сила в направлении первой частицы, что и обеспечивает их коагуляцию на больших отрезках времени.


20.
Исследование характеристик теплообмена при обтекании затупленного по сфере конуса под углом атаки и вдуве газа с поверхности затупления.

В. И. Зинченко, А. С. Якимов*
Томский государственный университет, 634050 Томск
*Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 634050 Томск

Аннотация >>
Рассмотрены новые способы управления тепловыми режимами при пространственном обтекании тела высокоэнтальпийным потоком, связанные с одновременным воздействием вдува газа с поверхности затупления и перетекания тепла в материале оболочки. Для различных коэффициентов теплопроводности тела проведен анализ влияния вдува и показана эффективность использования высокотеплопроводных материалов для снижения максимальных температур на наветренной стороне в результате интенсивного стока тепла в область пористого сферического затупления.


21.
Математическая модель гетерогенной среды типа матрица – сферические включения.

С. П. Киселев, В. М. Фомин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Построена математическая модель гетерогенной среды типа упругопластическая матрица – упругие сферические включения с учетом пластических зон, возникающих в окрестности включений. Показано, что учет влияния пластических зон приводит к зависимости осредненных “модулей” объемного сжатия, сдвига и предела текучести не только от объемной концентрации включений, но и от среднего давления в среде.


22.
Приближенный метод решения двумерной задачи теории упругости.

Г. В. Дружинин, Н. М. Бодунов
Казанский государственный технический университет, 420111 Казань

Аннотация >>
Для решения смешанной задачи двумерной теории упругости предлагается численно - аналитический подход, основанный на аппроксимации гармоническими или бигармоническими функциями. Он позволяет понизить геометрическую размерность краевой задачи, сведя ее к минимизации граничной невязки. Получаемое аналитическое приближенное решение удовлетворяет всем уравнениям теории упругости.


23.
Обратная упругопластическая задача для пластин.

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

Аннотация >>
Исследуется обратная упругопластическая задача об определении в пластине остаточных напряжений, зоны пластичности и внешних воздействий по известным остаточным прогибам после снятия этих воздействий и упругой разгрузки. В предположении справедливости деформационной теории пластичности (на активном участке деформирования) доказана теорема единственности решения. Предложен итерационный метод решения, дана вариационная формулировка задачи. Рассмотрены некоторые простые примеры.


24.
Двумерная задача теории упругости для ортотропной плоскости с щелью при условиях контакта берегов типа вязкого трения.

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

Аннотация >>
Построена система гиперсингулярных уравнений для задачи, сформулированной в заглавии статьи. Обсуждаются качественные свойства решения этой системы.


25.
Устойчивость многослойной композитной конической оболочки при равномерном внешнем давлении.

А. Н. Андреев
Кемеровский государственный университет, 650043 Кемерово

Аннотация >>
Исследована устойчивость равновесия слоистой композитной круговой конической усеченной оболочки при нагружении равномерным внешним давлением. Выполнен параметрический анализ критических интенсивностей давления, включающий оценку таких факторов, как поперечные сдвиги, моментность основного равновесного состояния, докритические деформации.


26.
Влияние деформаций сдвига на теоретическую прочность атомной решетки.

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

Аннотация >>
Рассмотрена четырехатомная элементарная ячейка, соответствующая плотноупакованному слою атомов. Показано, что при возникновении сдвига система преждевременно теряет устойчивость. Сделан вывод, что в интегральных критериях хрупкой прочности типа Новожилова целесообразно принимать во внимание сдвиговые деформации.


27.
Применение градиентного критерия прочности и метода граничных элементов к плоской задаче о концентрации напряжений.

А. С. Шеремет, М. А. Леган
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Построен численный алгоритм расчета на прочность плоских элементов конструкций с концентраторами напряжений на основе совместного применения градиентного критерия прочности и метода граничных элементов. В качестве первого тестового расчета проведена оценка хрупкого разрушения пластины с круглым отверстием в условиях растяжения. Для дальнейшего тестирования, а также сравнения результатов расчета с имеющимися в литературе экспериментальными данными рассмотрены симметричные и несимметричные задачи о разрушении стеклянных пластин с узким эллиптическим отверстием в условиях растяжения и сжатия. Для всех задач проведена оценка точности численных результатов путем их сравнения со значениями, полученными на основе аналитических решений. Использование градиентного критерия прочности по сравнению с классическими критериями дает лучшее соответствие теоретических оценок с экспериментальными данными.


28.
О применении градиентного подхода к оценке локальной прочности.

С. В. Сукнёв
Институт физико-технических проблем Севера СО РАН, 677891 Якутск

Аннотация >>
Рассмотрены некоторые вопросы, связанные с применением градиентного подхода к оценке локальной прочности. Показано, что физически необоснованный выбор градиентной функции в критерии прочности может привести к противоречивым результатам.


29.
Инкрементальная модель деформации стержня.

Л. И. Шкутин
Институт вычислительного моделирования СО РАН, 660036 Красноярск

Аннотация >>
Предложена нелинейная модель деформации стержня с жесткими поперечными сечениями. Сформулирована полная система локальных уравнений в приращениях, эквивалентное ей вариационное уравнение и уравнение виртуальной работы. Выполнен численный анализ деформации кольцевой передачи.


30.
О равновесии упругого тела на пронизывающих его горизонтальных тонких упругих стержнях.

И. И. Аргатов, С. А. Назаров
Государственная морская академия им. адм. С. О. Макарова, 199026 Санкт-Петербург

Аннотация >>
Предлагается простая математическая модель конструкции, состоящей из трехмерного тела и тонких жестких несущих стержней. Расчетными характеристиками являются прогибы стержней, их усредненные вдоль сечений реакции и параметры осадки тела. Задача, полученная на основе асимптотического анализа, включает уравнения изгиба стержней, уравнения равновесия тела и соотношение, связывающее реакции с прогибами стержней. В ней наряду с моментом инерции присутствует другая геометрическая характеристика поперечного сечения стержня – внешний конформный радиус. Обсуждаются способ решения данной задачи и пути ее обобщения.


31.
Численное решение задачи о движении нагрузки по ледяному покрову.

В. Д. Жесткая
Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет,
681013 Комсомольск-на-Амуре

Аннотация >>
Предлагается метод расчета ледяного покрова на изгиб при движении по нему нагрузки. Задача решена в динамической постановке. Алгоритм решения получен на основе метода конечных элементов и метода конечных разностей. Предлагаемый метод позволяет определять напряженно - деформированное состояние ледяного покрова при любом законе движения нагрузки по льду. Рассмотрены два варианта начальных условий. Приведены примеры расчета.