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 5

1.
Об образовании ударных волн в течении носителей зарядов в полупроводниках.

Д. А. Крымских
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108 Новосибирск

Аннотация >>
Проведено численное исследование одной гидродинамической модели физики полупроводников. Показано, что решение задачи о (n+nn+)-баллистическом диоде имеет ударную волну. Для решения этой задачи применяется метод установления. Для нахождения численного решения получена консервативная полунеявная экономичная разностная схема.


2.
Композитный электродинамический лайнер.

Р. М. Зайдель
Москва

Аннотация >>
Рассматривается многослойный лайнер, изготовленный на основе композиции двух материалов с различной проводимостью. Доля компонентов в слоях изменяется так, что эффективная проводимость возрастает в направлении диффузии магнитного поля по специальному закону, позволяющему получить аналитическое решение. На конкретном примере показано, что с учетом плотности, теплоемкости и теплопроводности компонентов на основе температурного критерия можно получить лайнер, для которого допустимо на 30 % повысить амплитуду магнитного поля, в 1,6 раза увеличить скорость и в 2,7 раза – энергию по сравнению с исходным вариантом однородного металлического лайнера.


3.
О влиянии условий нагружения и исходного состояния на откольное разрушение взрывчатого состава на основе гексогена.

В. К. Голубев, А. П. Погорелов
Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, 607190 Саров

Аннотация >>
Представлены результаты исследования откольного разрушения взрывчатого состава ГТК - 70 при ударном нагружении. Образцы толщиной 20 и 30 мм нагружались ударом стальных пластин толщиной 1,0 мм, разгоняемых взрывом до скоростей 180  370 м/с. Расчет условий нагружения и откольного разрушения образцов выполнен в упругопла-стической постановке. В результате анализа полученных данных построено простое эмпирическое соотношение, связывающее максимальное растягивающее напряжение в плоскости откола с градиентом напряжения в растягивающем импульсе и максималь­ным напряжением в нагружающей ударной волне. Показано, что нормализация образцов приводит к определенному снижению значений разрушающей нагрузки.


4.
Полные системы законов сохранения для моделей двухслойной “мелкой воды”.

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

Аннотация >>
Предложен критерий корректности полной системы законов сохранения, предполагающий максимальную согласованность области выпуклости замыкающего закона сохранения с областью гиперболичности модели. На основе этого критерия получены корректные полные системы законов сохранения для моделей двухслойной “мелкой воды”: со свободной поверхностью (модель I) и “под крышкой” (модель II).


5.
О движении термиков в стратифицированной атмосфере.

Б. И. Заславский, Б. В. Юрьев
Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений, 141570 Менделеево Московской области

Аннотация >>
Рассматриваются закономерности движения в стратифицированной атмосфере термиков – одиночных и множественных свободных объемов плавучего газа, последовательно с некоторой частотой возникающих вблизи горизонтальной поверхности. В реальной атмосфере крупномасштабные термики такого типа возникают, например, в результате мощных импульсных воздействий на окружающую среду, последовательно произведенных в одной и той же точке вблизи поверхности земли.


6.
Висящие разрывы в поле двумерных присоединенных внутренних волн.

В. В. Миткин, Ю. Д. Чашечкин
Институт проблем механики РАН, 117526 Москва

Аннотация >>
В картине стратифицированного течения около буксируемого с постоянной скоростью горизонтального цилиндра, визуализированной различными теневыми методами, выделен новый структурный элемент – изолированные высокоградиентные прослойки в поле присоединенных внутренних волн. По своим основным характеристикам прослойки могут быть отнесены к классу внутренних пограничных течений – распространенному механизму формирования тонкой структуры непрерывно - стратифицированной среды. Данные оптической визуализации подтверждаются прямыми контактными измерениями флуктуации удельной электропроводности.


7.
Точные решения уравнений осесимметричных движений вязкого теплопроводного совершенного газа, описываемые системами обыкновенных дифференциальных уравнений.

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

Аннотация >>
Описаны все инвариантные решения ранга 1 уравнений двумерных движений вязкого теплопроводного совершенного газа с политропным уравнением состояния. Дано достаточное условие редуцируемости к инвариантным регулярных частично инвариантных решений ранга 1 дефекта 1.


8.
Об одном типе уединенных внутренних волн в двухслойной жидкости.

Ж. Л. Мальцева
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассматривается задача об уединенных волнах на границе раздела двух жидкостей. Строится равномерное асимптотическое разложение для уединенных внутренних волн с уплощенными вершинами (типа плато), в пределе вырождающихся в бор. Показано, что в этом случае амплитуда волны в отличие от волны Кортевега – де Фриза имеет одинаковый порядок малости с длинноволновым параметром.


9.
Эволюционное уравнение для слабонелинейных волн в двухслойной жидкости с пологими дном и крышкой.

Г. А. Хабахпашев, О. Ю. Цвелодуб
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Построена дифференциальная модель второго порядка точности для трехмерных возмущений границы раздела двух жидкостей различной плотности. Получено эволюционное уравнение для бегущих квазиустановившихся волн произвольной протяженности и малой, но конечной амплитуды. В случае горизонтальных дна и крышки среди его установившихся периодических решений имеют место возмущения типа волн Стокса. Для умеренно длинных возмущений найдены решения в виде уединенных волн, согласующиеся с известными опытными и аналитическими результатами. Исследована задача о плавном переходе линейного моногармонического возмущения из области глубокой жидкости в область мелкой.


10.
Отражение ударных волн от жесткой границы в смеси конденсированных материалов. 1. Равновесное приближение.

А. А. Жилин, А. В. Федоров
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Изучен процесс отражения ударных волн (УВ) от жесткой стенки в двухкомпонентной смеси конденсированных материалов в рамках механики гетерогенных сред. Аналитически определены скорость отраженной УВ и значения параметров за ее фронтом как функции скорости падающей волны и начальных параметров смеси. Показано, что в смесях с небольшим содержанием легкого компонента и при малых скоростях падающих УВ скорость отраженной УВ по модулю может превышать скорость падающей. Продемонстрирован немонотонный характер зависимости давления в конечном равновесном состоянии за падающей УВ от начальной объемной концентрации частиц. Дана оценка на скорость падающей УВ, когда аналогичный эффект имеет место и за отраженной УВ. Установлено, что для слабых УВ зависимость коэффициента усиления отраженной УВ от начальной объемной концентрации легкого компонента является немонотонной с локальным максимумом. Отмечено, что с ростом скорости падающей УВ эффект компактирования смеси (роста концентрации тяжелого компонента) за отраженной УВ становится намного менее выраженным, чем в проходящей УВ.


11.
Взаимодействие стационарных сдвиговых потоков баротропной жидкости.

Б. Н. Елемесова
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассматривается математическая модель, описывающая в длинноволновом приближении плоскопараллельные вихревые течения баротропной жидкости со свободной границей. Для частного класса решений доказана разрешимость задачи о распаде начального разрыва малой амплитуды и предложен алгоритм построения решения.


12.
Об “аномальных” нелинейных волновых явлениях в сверхзвуковом пограничном слое.

А. Д. Косинов, Ю. Г. Ермолаев, Н. В. Семенов
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Выполнены экспериментальные исследования нелинейного развития периодических возмущений большой амплитуды в пограничном слое плоской пластины при числе Маха М = 2. Обнаружена аномальная эволюция пульсаций вниз по потоку, при которой квазидвумерные возмущения наиболее неустойчивы. Полученные фазовые скорости волн на 30 – 40 % больше, чем фазовые скорости волн Толлмина – Шлихтинга. Нелинейное развитие вихревых волн сопровождается ростом стационарного возмущения от источника контролируемых пульсаций. Высокочастотные возмущения затухают, и периодический волновой поезд вырождается в квазигармонический вниз по потоку.


13.
Нелинейное влияние внешней низкочастотной акустики на собственные колебания сверхзвукового пограничного слоя.

С. А. Гапонов. И. И. Масленникова. В. Ю. Тюшин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Представлены метод моделирования и результаты численных расчетов картины развития гидродинамических возмущений в сверхзвуковом пограничном слое на пластине под влиянием внешних акустических волн при числах Рейнольдса Re = 220  640 и Маха М = 2. Решение строится методом разложения по малому параметру, учитывается вклад в решение линейных и квадратичных членов. Разработанная методика позволя­ет делать оценки допустимого уровня акустического поля, не влияющего на развитие собственных колебаний пограничного слоя.


14.
Модель кумулянтов четвертого порядка для описания турбулентного переноса крупномасштабными вихревыми структурами.

Б. Б. Илюшин
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Представлена модель для вычисления кумулянтов четвертого порядка. Из неравенств Шварца установлена зависимость между коэффициентами модели, позволяющая определить их численные значения. Использование алгебраической версии модели для параметризации процессов турбулентной диффузии в уравнениях переноса для корреляций третьего порядка не требует дополнительной эмпирической информации и позволяет корректно описать турбулентный перенос крупномасштабными вихревыми структурами. Гипотезы Миллионщикова для этого оказывается недостаточно.


15.
Численное моделирование процесса отбора проб аэрозоля во входную трубку пробоотборника из воздушного потока.

А. А. Медведев, Н. Н. Трусова, С. Г. Черный*, С. В. Шаров*
Научно-исследовательский институт аэробиологии
Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии “Вектор”,
633159 пос. Кольцово Новосибирской области
*Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Численно исследуются процессы отбора проб (аспирации) во входную трубку пробоотборника из пространственного воздушного потока. Моделирование течения воздуха осуществляется на основе трехмерных уравнений Навье – Стокса несжимаемой жидкости. Предложенный метод позволил рассчитать эффективность аспирации в случаях достаточно сложных форм трубок предельных траекторий частиц. Получены зависимости эффективности аспирации от средней скорости отсоса воздуха в трубку и размера частиц при заданной скорости внешнего потока.


16.
Исследование процессов теплообмена при сверхзвуковом обтекании затупленного по сфере конуса с учетом вдува газа-охладителя.

В. И. Зинченко, А. Я. Кузин
Томский государственный университет, 634050 Томск

Аннотация >>
Произведена идентификация процессов тепломассообмена затупленного по сфере конуса со сверхзвуковым потоком воздуха с учетом перетекания тепла по обводу и вдува газа-охладителя с использованием методов решения двумерных прямых и обратных задач. Показаны пределы применимости общепринятых одномерных подходов и метода тонкой стенки для восстановления тепловых потоков к обтекаемому телу во всем рассматриваемом временном диапазоне.


17.
Об одном методе анализа математических моделей сред при сложном нагружении.

Д. Колимбас*, С. В. Лавриков, А. Ф. Ревуженко
*Институт геотехники и туннелестроения при Инсбрукском университете, Австрия
Институт горного дела СО РАН, 630091 Новосибирск

Аннотация >>
Предложена методика анализа определяющих моделей сред при сложных путях нагружения, основанная на сравнении данных лабораторных экспериментов и соответствующих результатов численных расчетов по модели. Ранее выполнены лабораторные эксперименты по реализации близкого к однородному сложного нагружения с непрерывным поворотом главных осей тензора деформаций и нагружения с изломами траектории деформирования. На основе определяющих уравнений модели проводятся численные расчеты для видов нагружения, соответствующих выполненным экспериментам. Проводится сравнение полученных результатов и данных лабораторных экспериментов. Проанализирована гипопластическая модель геосреды. Анализ показал, что модель дает удовлетворительное качественное и количественное приближение к данным лабораторных экспериментов по сложному нагружению геоматериалов.


18.
Интегральное уравнение для расчета концентрации напряжений на кромке плоской трещины произвольного очертания.

В. А. Сарайкин
Институт горного дела СО РАН, 630091 Новосибирск

Аннотация >>
Описывается вывод уравнений для расчета концентрации напряжений вблизи замкнутого контура трещины, лежащей в плоскости. Относительно коэффициента концентрации получена система одномерных интегральных уравнений, в правых частях которой уже содержится начальное приближение – решение задачи о круговой трещине под действием неосесимметричной нагрузки на берегах.


19.
Решение задачи об оптимальном разрезе в упругой балке.

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

Аннотация >>
Рассматривается модель Кирхгофа упругой балки с поперечным разрезом. На берегах разреза поставлено условие непроникания, предложенное А. М. Хлудневым. Модель равновесия балки с ограничением на разрезе записана в виде вариационного неравенства. С помощью оператора проектирования получено аналитическое решение задачи. Ставится задача выбора оптимальных разрезов для критерия минимального раскрытия. Получены условия нахождения экстремальных форм балки и приведен пример решения задачи.


20.
Обобщение закона Пуазейля на основе реологического определяющего соотношения полимерных жидкостей.

И. Э. Головичева, Г. В. Пышнограй, В. И. Попов*
Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова, 656099 Барнаул
*Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Методом возмущений по малому параметру, определяющему анизотропию свойств линейных полимеров, получены профиль скорости и расход для стационарного течения в круглой трубе. Показано, что для рассматриваемой четырехпараметрической реологической модели напряженное состояние течения Пуазейля наряду с касательным напряжением сдвига характеризуется первой и второй разностью нормальных напряжений.


21.
Термомеханика процессов упругопластического и сверхпластического деформирования металлов.

А. А. Маркин
Тульский государственный университет, 300600 Тула

Аннотация >>
На основе теории процессов А. А. Ильюшина рассматриваются задачи определения термомеханических параметров материального элемента по заданным процессам деформирования и изменения температуры, при этом учитываются упругие, пластические и вязкие свойства сверхпластического деформирования. Полученные соотношения применимы для процессов при произвольном напряженном состоянии и конечных деформациях. Проблема разделения мер деформаций и напряжений на упругую, пластическую и вязкую составляющие решается на основе разделения процессов на обратимые, необратимые равновесные и неравновесные.


22.
Влияние электрического тока на образование шейки в растягиваемом стержне.

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

Аннотация >>
Исследованы условия шейкообразования в растягиваемом термовязкопластичном стержне в условиях пропускания через него переменного электрического тока. Моделирование учитывает сложные определяющие соотношения для материала стержня, теплопередачу в стержне и распределение тока по сечению стержня в зависимости от его частоты (скин-эффект). Исследована устойчивость однородного растяжения с помощью линейного анализа возмущений на основе теории Раусса – Гурвица, результаты уточнялись с помощью нелинейного анализа с учетом влияния амплитудной зависимости возмущений на устойчивость пластического деформирования.


23.
Отражение и преломление плоской звуковой волны анизотропным неоднородным слоем.

Л. А. Толоконников
Тульский государственный университет, 300600 Тула

Аннотация >>
Рассматривается задача об отражении и преломлении плоской звуковой волны неоднородным упругим слоем, материал которого обладает анизотропией общего вида. Уравнения движения упругого слоя сведены к системе обыкновенных дифференциальных уравнений, краевая задача для которой решена двумя способами: с помощью сведения к задачам с начальными условиями и методом степенных рядов. Получены аналитические выражения, описывающие акустические поля вне слоя. Представлены результаты расчетов коэффициента прозрачности для трансверсально-изотропных слоев, неоднородных по толщине.


24.
Потеря устойчивости упругих композитных колец при внутреннем импульсном нагружении.

В. М. Корнев, Г. Е. Макаров
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Анализируется экспериментально обнаруженное явление разрушения композитного кольца из однонаправленного стеклопластика при сжатии при начальном внутреннем импульсном (взрывном) нагружении. Разрушение происходит от изгиба в фазе сжатия вследствие потери устойчивости радиальной осесимметричной формы движения.


25.
Сингулярное возмущение в задачах изгиба ортотропных пластин.

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

Аннотация >>
Изучен ряд сингулярно возмущенных краевых задач и вариационных неравенств, возникающих в теории изгиба ортотропных пластин, обладающих сильной анизотропией упругих свойств.


26.
Инкрементальная модель деформации оболочки.

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

Аннотация >>
Предложена нелинейная модель деформации оболочки с жесткими поперечными волокнами. Сформулирована полная система уравнений в приращениях, получены эквивалентное ей вариационное уравнение и частное уравнение виртуальной работы. Демонстрируется применение полного уравнения в численном анализе нелинейной задачи деформации сферического купола.


27.
О теоретической и экспериментальной оценках хрупкой прочности тел, полученных компактированием порошка.

В. М. Корнев, А. Г. Демешкин, Т. А. Корнева*
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Объединенный институт геологии, геофизики и минералогии СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Получены прочностные характеристики прессованных из порошка образцов. Приведено описание фрактальной структуры компакта после прессования. Методом комплексного термического анализа показано, что при прессовании сухих порошков частично восстанавливается межатомное взаимодействие. Даны качественные оценки теоретической прочности образцов и описан предполагаемый механизм распространения плоских трещин.


28.
Решение контактной задачи для пластины с деформируемой вставкой.

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

Аннотация >>
Решаются контактные задачи с трением для прямоугольной пластины, в круговое отверстие которой с малым зазором вставлена кольцевая пластина (вставка). Формулируются два варианта контактных краевых условий. В каждом из вариантов краевые условия, в соответствии с предлагаемой приближенной постановкой задачи, удовлетворяются не в действительно контактирующих, а в задаваемых парах точек, благодаря чему достаточно определять области прилипания и скольжения, контакта и свободного края только на одном контуре из двух вступающих в контакт контуров. Для решения применяются метод конечных элементов и принцип Буссинеска. Решение с одним из вариантов краевых условий по сравнению с другим вариантом ведет к меньшим значениям энергии деформации пластины и вставки, коэффициента концентрации напряжений, длин областей прилипания, контакта.


29.
Инкрементальная модель деформации стержня.

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

Аннотация >>
Предложена нелинейная модель деформации оболочки с жесткими поперечными волокнами. Сформулирована полная система уравнений в приращениях, получены эквивалентное ей вариационное уравнение и частное уравнение виртуальной работы. Демонстрируется применение полного уравнения в численном анализе нелинейной задачи деформации сферического купола.


30.
Математическое моделирование растяжения неоднородного упругого полотна.

В. Д. Бондарь*, С. П. Молина, В. В. Садовский
Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
*Амурский государственный университет, 675027 Благовещенск

Аннотация >>
Предлагаются математические модели растяжения трикотажного полотна, позволяющие вычислять деформацию нити ткани по ее свойствам и приложенным к полотну нагрузкам. На основе упрощающих допущений проблема сводится к рассмотрению элементарной ячейки полотна, содержащей нитяную петлю. Петля вначале моделируется нитяным овалом с дискретными силами, а затем пластинкой с отверстием с распределенными силами, что при прочностном расчете открывает путь для применения методов теории упругости. С помощью ряда гипотез устанавливается связь между напряженным состоянием нитяного овала и соответствующим состоянием пластинки, позволяющая в разных формах моделировать механическое поведение нити в материале. Найденные теоретические закономерности сравниваются с имеющимися в литературе экспериментальными результатами.


31.
Вероятностная модель столкновения частиц с шероховатой поверхностью

И. В. Деревич
Институт высоких температур РАН, 111250 Москва

Аннотация >>
Представлена статистическая модель столкновения частиц со случайно-шероховатой поверхностью. Получены замкнутые выражения для функций плотности вероятности распределения коэффициентов восстановления импульса. Показано, что коэффициент восстановления нормальной компоненты импульса на шероховатой поверхности при малых углах падения частиц может быть больше единицы.