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

2001 год, номер 1

1.
Гибридная электромагнитная система метания твердых тел.

А. А. Сивков
Научно-исследовательский институт высоких напряжений
при Томском политехническом университете, 634050 Томск

Аннотация >>
Для преобразования электромагнитной
энергии в кинетическую энергию метаемого
тела одновременно используются
электровзрывной и электротермической
механизмы и принципы кондукционной и
индукционной электродинамики. Этот
подход реализован на основе известной
конфигурации коаксиального пинч-
ускорителя. Установлено существование
"активной" длины ствола, на которой
система обеспечивает разгон с близким к
постоянному ускорением. Получено, что
при длине ствола 340 мм и калибре 17 мм
тела массой 1–12 г разгоняются до
скоростей 3,4–1,45 км/с с эффективностью
преобразования подведенной энергии 25–
29% при напряжении емкостного накопителя
1,75 кВ и разрядном токе до 150 кА. Тела
массой 40–80 г (калибр ствола 25 мм)
разгоняются до скоростей 1,3–1,0 км/с с
эффективностью 28–20% при напряжении 3,5
кВ и токе до 220 кА.


2.
Влияние начального состояния на эффективность разгона в рельсовых электромагнитных ускорителях масс.

С. С. Кацнельсон, А. В. Загорский
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Изучена возможность стабилизации
плазменной области в канале рельсового
электромагнитного ускорителя путем ее
пространственного ограничения и
изменения скорости роста тока (в первом
случае рассматривается составное тело
ограничитель — ударник с электрическим
разрядом между ними). Исследовано
влияние начальной скорости составного
тела и массы ограничителя на динамику
разгона. Показано, что при таком подходе
можно значительно уменьшить амплитуду
колебаний параметров в плазменном
поршне, его длину и в итоге повысить
выходную скорость ударника. Возможность
компактирования плазменной области за
счет увеличения скорости роста тока
изучена на примере линейного закона
изменения тока. Получена оценка
зависимости времени компактирования от
скорости нарастания тока, совпадающая с
результатами численных расчетов.


3.
Ударное сжатие пластины на клине.

А. А. Чарахчьян
Вычислительный центр РАН, 117967 Москва

Аннотация >>
Рассматриваются задачи о сжатии пластины
на клине сильной ударной волной и
метании пластины с использованием
уравнений бездиссипативной гидродинамики
сжимаемых сред. Численно исследуется
состояние алюминиевой пластины, метаемой
или сжимаемой алюминиевым ударником со
скоростью 5–15 км/с. Для режима сжатия с
образованием кумулятивной струи получены
критические значения угла клина, начиная
с которых кумулятивная струя находится в
жидком или твердом состоянии и не
содержит кипящей жидкости. Для
бесструйного режима сжатия ударной
волной строится приближенное решение с
присоединенной ударной волной,
учитывающее фазовый состав материала
пластины в волне разгрузки. Построенное
решение сравнивается с решением исходной
задачи. Обнаружено значительное (в
несколько раз) увеличение температуры за
фронтом присоединенной ударной волны по
сравнению с температурой за фронтом
сжимающей волны. Показана принципиальная
возможность инициирования термоядерной
реакции при бесструйном сжатии пластины
из дейтериевого льда сильной ударной
волной.


4.
Газодинамические структуры при сверхзвуковом горении водорода в системе плоских струй в сверхзвуковом потоке.

У. К. Жапбасбаев, Е. П. Макашев
Казахский государственный национальный университет им. Аль-Фараби, 480121 Алматы

Аннотация >>
Приводятся результаты расчетно-
теоретических исследований
сверхзвукового диффузионного горения
системы плоских водородных струй в
сверхзвуковом потоке воздуха. Показано,
что в зоне смешения системы водородных
струй со спутным потоком возникают
крупномасштабные вихревые структуры,
влияющие на механизм турбулентного
обмена между топливом и окислителем.


5.
Групповые свойства 2-подмоделей класса E уравнений газовой динамики.

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

Аннотация >>
Для системы уравнений газовой динамики с
общим уравнением состояния
рассматриваются инвариантные 2-подмодели
(подмодели с двумя независимыми
переменными) эволюционного класса.
Проводится групповой анализ этих
подмоделей: указываются допускаемые
операторы, преобразования
эквивалентности и осуществляется
групповая классификация.


6.
Внезапное перекрытие докритического потока в канале.

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

Аннотация >>
Приведены результаты опытов, в которых
установившееся неравномерное течение в
прямоугольном канале с плоским
горизонтальным дном останавливалось
быстропадающим щитом. При различных
значениях расхода жидкости на входе в
канал получены данные о высоте заплеска
воды на щит, а также о форме, скорости
распространения, высоте и внутренней
структуре волны типа бора,
распространяющейся вверх по потоку.
Установлено, что бор порождает сильное
расслоение по скорости движения частиц
жидкости и в определенных условиях
скорость распространения и высота бора,
а также высота заплеска жидкости на
стенку постоянны и определяются лишь
критической глубиной для невозмущенного
течения, т. е. заданным расходом.


7.
О параметрическом возбуждении вторичного течения в вертикальном слое жидкости в присутствии мелких твердых частиц.

Д. А. Брацун, В. С. Теплов
Пермский государственный университет, 614600 Пермь

Аннотация >>
Исследуется тепловая конвекция в
неоднородной среде, состоящей из
жидкости и твердой примеси, в условиях
вибраций конечной частоты. В рамках
обобщенного приближения Буссинеска
выводятся уравнения конвекции и
рассматривается задача об устойчивости
течения в вертикальном слое вязкой
жидкости при горизонтальных вибрациях
вдоль слоя по отношению к бесконечно
малым возмущениям. Проводится сравнение
с экспериментальными данными.


8.
Расчет газодинамических параметров и теплообмена в сверхзвуковых турбулентных отрывных течениях в окрестности уступов.

И. А. Бедарев, Н. Н. Федорова
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Приведены результаты расчетов плоских турбулентных течений в окрестности уступов с углами наклона подветренной грани = 8, 25, 45° для чисел Маха M = 3, 4. В качестве математической модели используются осредненные уравнения Навье – Стокса, дополненные моделью турбулентности Уилкокса. Для случая безотрывного обтекания = 8°) проводился также расчет по уравнениям пограничного слоя. Проведено сравнение расчетных и экспериментальных распределений давления и трения на поверхности обтекаемого тела, полей скорости и давления, а также коэффициентов теплообмена.


9.
Развитие естественных возмущений в гиперзвуковом пограничном слое острого конуса.

Д. А. Бунтин, А. А. Сидоренко, А. Н. Шиплюк
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Приводятся экспериментальные данные о
положении области ламинарно-
турбулентного перехода и развитии
естественных возмущений в ламинарном
гиперзвуковом пограничном слое острого
теплоизолированного конуса с углом
полураствора 7°. Подтверждено
существование второй моды возмущений.
Показано, что переход определяется
первой модой возмущений. Получено
хорошее соответствие экспериментальных
данных теоретическим расчетам.


10.
Безударное дробление капель. Временные характеристики.

Б. Е. Гельфанд, Б. Вьель Б.*, И. Гекальп И.*, К. Шаво*
Институт химической физики РАН, 117977 Москва
*Лаборатория горения, Национальный центр научных исследований, 45071 Орлеан (Франция)

Аннотация >>
Рассмотрен процесс безударного дробления (разрушения) капель при их встрече со слоем (пеленой) движущегося газа в отсутствие возмущений давления, когда капли жидкости испытывают влияние кратковременного -образного импульса аэродинамических сил. При высоком давлении окружающей газовой среды 0=20 80 бар капли (этанол, жидкий кислород) успевают разрушиться после пребывания в тонком (толщиной 2 5 мм) газовом слое (струе), движущемся со скоростью 1 10 м/с. Особенностью процесса является совпадение характерного времени деформации капель и периода собственных колебаний со временем пребывания частиц в зоне их взаимодействия с газовым потоком. Предложены эмпирические соотношения для определения полного времени разрушения и длительности фазы распада капель при их безударном дроблении.


11.
Об учете влияния стенок бассейна произвольной формы при безотрывном ударе плавающего тела.

М. В. Норкин
Ростовский государственный университет, 344090 Ростов-на-Дону

Аннотация >>
Предложен алгоритм построения степенного
асимптотического разложения для больших
глубин, позволяющий на основе известного
решения задачи об ударе твердого тела,
плавающего на поверхности жидкого
полупространства, получать приближенное
решение задачи об ударе того же тела,
плавающего на поверхности жидкости,
наполняющей ограниченный бассейн.
Рассмотрен случай, когда область,
занятая жидкостью, имеет две взаимно
перпендикулярные плоскости симметрии.
Приводятся асимптотики потенциала
скоростей на смоченной поверхности тела
и присоединенной массы. Рассматриваются
примеры решений.


12.
О движении пульсирующего твердого тела в вязкой колеблющейся жидкости.

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

Аннотация >>
Рассмотрена задача о движении твердого
шара в вязкой жидкости, происходящем
вследствие заданных пульсаций шара и
заданных колебаний жидкости вдали от него.


13.
Условия развития кавитации в склерономных средах.

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

Аннотация >>
В рамках упруговязкопластической модели
построено энергетическое неравенство,
определяющее условие развития
пузырьковой кавитации в склерономных
средах: от жидкопластических (битумы,
краски, гели) до твердопластических
(свинец, алюминий, медь и др.) при их
импульсном растяжении. Получено
соотношение, позволяющее определять
время релаксации отрицательного давления
в процессе роста в среде кавитационных
пор. С учетом полученных ранее условий
развития пузырьковой кавитации в
релаксирующем поле отрицательного
давления в жидкостях, нагружаемых
ударной волной, этот результат позволяет
выделить класс конденсированных сред,
способных кавитировать при импульсном
нагружении.


14.
Энергоподвод к газу в турбулентном сверхзвуковом пограничном слое.

О. Б. Ларин, В. А. Левин*
Институт механики Московского государственного университета, 119899 Москва
*Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, 690041 Владивосток

Аннотация >>
Численно исследовано влияние теплового
воздействия на течение в турбулентном
сверхзвуковом пограничном слое.
Показано, что сила трения на
изотермической поверхности значительно
уменьшается. Оценена эффективность
применения теплового источника для
уменьшения трения.


15.
Осреднение процесса фазовых переходов в многомерных неоднородных периодических средах.

И. А. Калиев, Г. С. Сабитова*
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
*Новосибирский военный институт, 630117 Новосибирск

Аннотация >>
Проводится гомогенизация многомерной задачи Стефана в случае, когда среда является композитом, состоящим из двух различных веществ с - периодической структурой. Методами асимптотического анализа выводится осредненная задача. Доказывается, что ее решение является пределом решений -задач.


16.
Фазовый переход при закалке из жидкого состояния.

А. И. Федорченко
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Получен критерий, позволяющий априори
предсказать, по какому механизму
(равновесному или неравновесному) будет
протекать фазовый переход при закалке
расплава из жидкого состояния. На основе
полученного критерия фазового перехода и
решения задачи о последовательной
неравновесной кристаллизации показана
принципиальная возможность
экспериментального определения
кинетической константы и энергии
активации.


17.
Моделирование тепло- и массопереноса при абсорбции в бинарных двухфазных системах, используемых в тепловых насосах.

Н. И. Григорьева, В. Е. Накоряков
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Представлены результаты моделирования
взаимосвязанных процессов тепло- и
массопереноса при абсорбции на пакетах
труб. Приведены теоретические модели
пленочной абсорбции, а также сравнение
расчетов с экспериментальными
результатами по абсорбции водяного пара
раствором бромистого лития на
вертикальной трубе. Для расчета
процессов переноса при абсорбции на
горизонтальных трубах обоснована
возможность использования решений на
начальном тепловом участке и участке с
линейным профилем температуры. Приведен
пример расчета многоходового абсорбера.


18.
Численное моделирование нестационарного радиационно-конвективного теплообмена в пограничном слое селективно- излучающей и рассеивающей среды на плоской пластине.

Н. А. Рубцов, В. А. Синицын
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Исследуется задача сопряжения
радиационно-конвективного теплообмена
при турбулентном обтекании термически
тонкой пластины потоком
высокотемпературной газодисперсной
среды. Пластина подвергается
интенсивному радиационному нагреву от
внешнего источника, излучающего в
ограниченном спектральном диапазоне.
Рассчитаны температурные поля и
распределения тепловых потоков вдоль
пластины в нестационарных условиях.
Результаты расчета позволяют изучить
влияние типа частиц и их концентрации на
динамику теплового состояния среды в
пограничном слое и самой пластины в
условиях нагрева ее извне
высокотемпературным источником
излучения.


19.
Влияние скоростного режима модулированно вращающейся ампулы на тепловую структуру расплава при выращивании монокристаллов методом Cтокбаргера.

В. Э. Дистанов, А. Г. Кирдяшкин
Институт минералогии и петрографии СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Изучено влияние скоростного режима ACRT на тепловую структуру и скорости потоков в расплаве при выращивании монокристаллов методом Стокбаргера в ампулах диаметром 100 мм при значениях числа Тейлора Ta > 108. Определены оптимальные условия перемешивания расплава для трапецеидальных режимов модулированного вращения.


20.
Формирование неметаллических включений переменного состава при направленном затвердевании жидкой стали.

А. Н. Черепанов, В. Н. Попов, С. И. Плаксин*, А. А. Казаков**
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
*Новосибирский государственный педагогический университет, 630126 Новосибирск
**Санкт-Петербургский государственный технический университет, 195251 Санкт-Петербург

Аннотация >>
Представлена двумерная нестационарная
математическая модель для численного
исследования формирования азотсодержащих
соединений переменного состава при
направленном затвердевании жидкой стали.
Модель позволяет рассчитывать
распределение температуры и концентраций
растворимых примесей, форму границ
затвердевания, координату начала
химической реакции, состав и массу
включений, образующихся в
докристаллизационной области слитка и
двухфазной зоне.


21.
Неевклидова модель зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземной выработки.

М. А. Гузев, А. А. Парошин
Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, 690041 Владивосток

Аннотация >>
Рассматривается неевклидова модель
сплошной среды для описания
распределения поля напряжений вокруг
подземных выработок круглого сечения. С
физической точки зрения параметр
неевклидовости определяет несовместность
упругих деформаций в горном массиве.
Показано, что зоны дезинтеграции можно
отождествить с теми частями массива, в
которых этот параметр принимает
максимальные значения и выполняется
силовой критерий нарушения сплошности
среды. Проведенный анализ позволяет
связать макроскопические характеристики
зонального разрушения горных пород
вокруг выработки с параметром
неевклидовости.


22.
О давлении твердого тела на упругую пластинку.

И. И. Аргатов
Государственная морская академия им. С. О. Макарова, 199106 Санкт-Петербург

Аннотация >>
Изучена задача о давлении на упругую
пластинку штампа в форме эллиптического
параболоида в предположении малости
площадки контакта. Воздействие штампа на
пластинку моделируется действием
сосредоточенных силы и моментов. Методом
сращиваемых асимптотических разложений
сформулирована задача одностороннего
контакта для внутреннего
асимптотического представления; ее
решение получено на основе результатов
Л. А. Галина. Определены координаты
центра эллиптического пятна контакта,
его размеры и угол поворота. Вычислены
моменты, обеспечивающие поступательное
вдавливание штампа, и выведено
уравнение, связывающее перемещение
штампа с действующей на него силой.


23.
Нижняя и верхняя оценки времени начала разрушения элементов конструкций.

А. Ф. Никитенко
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Приведена методика вычисления нижней и
верхней оценок времени начала разрушения
элементов конструкций. Представлен
пример вычисления соответствующих оценок
вращающегося неравномерно нагретого
диска гиперболического профиля.


24.
Оптимизация процессов динамического пластического деформирования пластин со сложным контуром.

Ю. В. Немировский, Т. П. Романов
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Предложена методика исследования
динамического деформирования идеальных
жесткопластических пластин со сложным
контуром на вязкоупругом основании,
которая позволяет оптимизировать процесс
импульсной штамповки. В качестве
параметров оптимизации используются
амплитуда импульсной нагрузки,
коэффициенты вязкоупругого сопротивления
основания, поверхностная плотность
материала пластины, форма и характер
закрепления сторон. Приведены численные
примеры для односвязных и двусвязных
пластин. Показана возможность достижения
одной и той же остаточной формы
штампуемой пластины при разных наборах
управляющих параметров процесса.


25.
Расчет прочности лопатки как ортотропной пластинки линейно-переменной толщины.

В. И. Соловьев
Новосибирский военный институт, 630117 Новосибирск

Аннотация >>
Предложена методика расчета прочности
лопатки вентиляционного агрегата,
изготовленной из ортотропного материала.
Проведено сравнение результатов,
полученных по предложенной методике, с
результатами, полученными по инженерной
методике, и экспериментальными данными.
Показано, что напряжения, вычисленные по
предложенной расчетной модели, хорошо
согласуются с полученными в
эксперименте.


26.
Изгибные колебания пьезоэлектрического биморфа с внутренним разрезным электродом.

А. О. Ватульян, А. А. Рынкова
Ростовский государственный университет, 344090 Ростов-на-Дону

Аннотация >>
Исследуются стационарные колебания
биморфной пластины, состоящей из двух
пьезокерамических слоев одинаковой
толщины. Между слоями находится
бесконечно тонкий разрезной электрод.
Предложена модель колебаний изгиба
биморфа, основанная на вариационном
уравнении, обобщающем принцип Гамильтона
в электроупругости. Для плоской задачи
построена система уравнений движения,
сформулированы граничные условия и
условия сопряжения на границе раздела
областей разрезного электрода. Для
пьезокерамики ЦТС-19 рассчитаны частоты
резонанса и антирезонанса. Полученные
значения сравниваются с результатами
расчетов по классической модели Кирхгофа
и методу конечного элемента. Показано,
что использование пластины с разрезным
электродом позволяет повысить
эффективность возбуждения колебаний по
сравнению со случаем сплошного
внутреннего электрода.


27.
Демпфирующие характеристики композитных конструкционных материалов, изготовленных намоткой.

А. Г. Демешкин, М. Е. Козеко, В. М. Корнев, В. Д. Кургузов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Проведены эксперименты по внутреннему
взрывному (импульсному) нагружению
композитных колец, изготовленных
намоткой. Специально подобранным
нагружением возбуждались совместные
осесимметричные и изгибные колебания. На
основе анализа экспериментальных
результатов получены осредненные
демпфирующие характеристики
осесимметричных движений и собственные
частоты осесимметричных и изгибных
колебаний стекло-, органо- и
углепластиковых колец.


28.
Контейнер для локализации взрыва компактного заряда взрывчатого вещества с инертной оболочкой.

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

Аннотация >>
Представлены результаты
экспериментального исследования эффектов
дробления при взрыве и пробивной
способности осколков инертных масс в
виде облегающих сферический заряд
взрывчатого вещества полусферических
оболочек из алюминия и мягкой стали при
воздействии их на плоские преграды из
стали, алюминия, стальной сетки и
керамзитобетона. Предложена конструкция
максимально облегченного взрывостойкого
контейнера сферической формы с силовой
оболочкой из стали и стеклопластика,
защищенной противоосколочным слоем,
способного выдержать взрыв заряда
взрывчатого вещества (при двукратном
запасе прочности) с инертной оболочкой
из стали.