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 2

1.
Прямое преобразование энергии облаков лазерной и термоядерной плазмы в электрическую при их разлете в магнитном поле

Ю. П. Захаров, А. В. Мелехов, В. Г. Посух, И. Ф. Шайхисламов
Институт лазерной физики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассмотрены физические и
электротехнические основы перспективного
метода прямого преобразования
кинетической энергии разлетающегося
облака плазмы в электрическую за счет
индуктивной генерации токов в замкнутых
нагрузочных витках, охватывающих плазму
и ориентированных поперек внешнего
магнитного поля. В результате анализа
процессов торможения плазмы магнитным
полем и передачи ее энергии в
индуктивную нагрузку получены общий вид
решения задачи и ее безразмерные
параметры, определяющие радиус
торможения, ток витка и теоретическое
значение КПД такого преобразования.
Оценена роль основных физических
эффектов, в том числе паразитных
(неустойчивости и джоулев нагрев
плазмы), влияющих на реальную величину
КПД. На основе сравнения полученных
результатов с данными экспериментов,
проведенных на стенде КИ-1 с облаками
лазерной плазмы, и результатами
известных численных расчетов показано,
что в оптимизированном варианте
рассматриваемого метода преобразования
энергии лазерного термоядерного синтеза
может быть достигнута эффективность до
30 %.


2.
Об электропроводности горных пород при ударном сжатии

М. М. Горшков, В. Т. Заикин, С. В. Лобачев
Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики, 456770 Снежинск

Аннотация >>
Измерена удельная электропроводность силикатных горных пород (кварцита, гранита, сухого и влажного туфа) в условиях однократного ударно-волнового нагружения. Показано, что уже при давлении в ударной волне 20 ГПа удельная электропроводность пород изменяется на несколько порядков по сравнению с исходной величиной (10-9 10- 12 Ом-1 м-1 для сухих пород) и составляет для кварцита и гранита 0,01 Ом-1 м- 1, для образцов туфа 0,1 1,0 Ом-1 м- 1, а с увеличением амплитуды ударной волны с 20 до 60 ГПа возрастает еще на один-два порядка. В опытах с породами не выявлено резкого изменения электропроводности, наблюдаемого в двуокиси кремния (плавленом кварце) при давлении примерно 40 ГПа.


3.
Демпфирующие свойства секвойи, березы, сосны и осины при ударном нагружении

А. П. Большаков, М. А. Балакшина, Н. Н. Гердюков, Е. В. Зотов, А. К. Музыря*, А. Ф. Плотников*, С. А. Новиков, В. А. Синицын, Д. И. Шестаков*, Ю. И. Щербак

Аннотация >>
Представлены результаты
экспериментального исследования
деформационно-прочностных свойств
древесины секвойи, осины, сосны и березы
при различных скоростях нагружения,
температурах, влажности и углах
ориентации волокон относительно
нагрузки. Представлены диаграммы
напряжение — деформация и аналитическая
зависимость прочности от влажности,
температуры и скорости нагружения.


4.
Отражение косой ударной волны в реагирующем газе с конечной длиной зоны реакции

А. Е. Медведев
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Исследуется отражение косой ударной
волны в реагирующем газе с конечной
длиной зоны химической реакции.
Построены ударные поляры для
произвольного тепловыделения за косой
ударной волной. Получены критерии
перехода от регулярного отражения к
маховскому и обратно. Показано, что учет
длины зоны реакции приводит к
существенному изменению критериев
перехода.


5.
О влиянии поступательной неравновесности на скорость молекулярной диссоциации в гиперзвуковой ударной волне

В. А. Горелов, В. Н. Комаров, М. М. Кузнецов, В. Л. Юмашев
Центральный аэрогидродинамический институт, 140180 Жуковский

Аннотация >>
Рассмотрена задача о влиянии
неравновесного (немаксвелловского)
распределения поступательной энергии по
степеням свободы молекул на скорость их
диссоциации в гиперзвуковой ударной
волне. Для исследования поступательной
неравновесности используется
приближенная модель "пучок" — сплошная
среда, ранее примененная для описания
гиперзвукового течения совершенного
газа. Дана оценка степени диссоциации
двухатомных молекул внутри фронта
ударной волны, обусловленная их
неравновесным распределением по
поступательным степеням свободы.
Показано, что эффективность первых
неупругих столкновений определяется
константой скорости диссоциации,
экспоненциально зависящей от разности
кинетической энергии молекул "пучка" и
барьера диссоциации.


6.
Некоторые точно решаемые задачи излучения трехмерных периодических внутренних волн

Ю. В. Кистович, Ю. Д. Чашечкин
Институт проблем механики РАН, 117126 Москва

Аннотация >>
В линейном приближении построено точное
решение задачи генерации трехмерных
периодических внутренних волн в
экспоненциально стратифицированной
вязкой жидкости. Источником волн служит
произвольная часть поверхности
вертикального кругового цилиндра,
движущаяся в радиальном, азимутальном и
вертикальном направлениях. Решения,
удовлетворяющие точным граничным
условиям, помимо пучка уходящих волн
описывают два типа волновых пограничных
слоев: внутренний, толщина которого
зависит от частоты плавучести и
геометрии задачи, и вязкий, который, как
и в однородной жидкости, определяется
кинематической вязкостью и частотой.
Асимптотические решения выписаны в явном
виде для цилиндров большого,
промежуточного и малого размеров по
отношению к собственным масштабам
задачи.


7.
Приближенные модели истечения сверхзвуковой струи газа в вакуум

В. А. Шувалов, О. А. Левкович, Г. С. Кочубей
Институт технической механики НАН Украины, 49005 Днепропетровск

Аннотация >>
Предложены приближенные модели расчета
газодинамических параметров при
истечении сверхзвуковых струй в вакуум.
Показано, что в идеальном и вязком
приближениях описание структуры и
пространственное распределение
параметров в дальнем поле струи
согласуются с результатами физического
эксперимента и численного решения
задачи.


8.
Развитие вихревых структур на подветренной стороне треугольного крыла

М. Д. Бродецкий, Э. Краузе*, С. Б. Никифоров, А. А. Павлов, А. М. Харитонов, A. M. Шевченко
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
* Аэродинамический институт, 52062 Аахен, Германия

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования сверхзвукового обтекания подветренной стороны треугольного крыла. Эксперименты выполнены на трех треугольных крыльях с углами стреловидности передней кромки 68, 73, 78° в диапазонах чисел Маха 2 4 и углов атаки 0 22°. Получены данные о структуре и положении внутренних ударных волн, размерах и положении основного и вторичного вихрей. Обнаружены новые режимы обтекания треугольного крыла. Уточнена и дополнена карта режимов обтекания треугольных крыльев.


9.
Автомодельные режимы распространения нестационарной высокотемпературной конвективной струи в адиабатической атмосфере

А. Н. Вульфсон, О. О. Бородин*
Институт проблем нефти и газа РАН, 117312 Москва
*Московский государственный институт электроники и математики, 109028 Москва

Аннотация >>
Предложена интегральная модель
нестационарной высокотемпературной
конвективной струи, включающая
универсальную зависимость верхней
границы конвективного фронта от мощности
точечного теплового источника.
Рассмотрен класс автомодельных решений,
соответствующих источникам тепла,
мощность которых изменяется во времени
по степенному и экспоненциальному
законам. Результаты расчетов
сопоставлены с известными
экспериментальными профилями
вертикальной скорости и температуры на
оси струи.


10.
Экспериментальное исследование течения в выемке на осесимметричном теле

А. И. Швец
Институт механики Московского государственного университета, 117192 Москва

Аннотация >>
Экспериментально изучено обтекание
цилиндрической выемки на осесимметричном
теле в диапазоне чисел Маха от 0,6 до
1,18, влияние числа Маха на переход от
дозвуковых к сверхзвуковым скоростям
обтекания, а также исследован широкий
диапазон относительных удлинений выемки
от 5,3 до 11,3, позволяющий определить
влияние удлинения на режимы обтекания,
включающие течения как с закрытой, так и
с открытой отрывными зонами.


11.
Отражение волны прорыва от вертикальной стенки. Численное моделирование и эксперимент

В. Б. Барахнин, Т. В. Краснощекова*, И. Н. Потапов*
Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск
*Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментальных
исследований и численного моделирования
процесса отражения волны прорыва от
вертикальной торцевой стенки канала.
Волна образуется при удалении
перегородки, создающей начальный перепад
уровня жидкости. Показано, что численный
расчет на основе нелинейно-дисперсионной
модели Железняка — Пелиновского
удовлетворительно описывает высоту
заплеска, амплитуду отраженных волн и
скорость волны перед стенкой как для
гладких, так и для обрушивающихся волн
прорыва. Отмечено, что экспериментальные
значения высоты заплеска на стенку для
гладких и слабообрушивающихся (без
существенного вовлечения воздуха)
набегающих волн прорыва хорошо
согласуются с соответствующими
экспериментальными и расчетными данными
для уединенных волн.


12.
О движении кругового цилиндра в колеблющейся жидкости

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

Аннотация >>
С использованием численных методов
определено движение кругового цилиндра в
идеальной жидкости, ограниченной извне
поверхностью колеблющейся стенки, в
присутствии силы тяжести.


13.
Нестационарная фильтрация газа, возникающая при интенсивном тепловом воздействии на пористую влагосодержащую среду

А. М. Воробьев*, К. Н. Егоров, Д. В. Елисеев*, В. В. Козлов, Д. В. Ссадин
*Военный инженерно-космический университет им. А. Ф. Можайского, 197082 Санкт-Петербург
Конструкторское бюро специального машиностроения, 194100 Санкт-Петербург

Аннотация >>
Предложены математическая модель и
методика расчета нестационарного
тепломассопереноса в пористой среде,
содержащей механически связанную
жидкость и двухкомпонентный газ (смесь
инертного газа и пара). Исследован
случай интенсивного теплового
воздействия на пористую влагосодержащую
среду за счет внешнего теплового потока
и конвективного теплообмена. Определены
характерные области течения и межфазного
взаимодействия.


14.
Многофронтовые фазовые переходы при неизотермической фильтрации газированной парафинистой нефти

Р. Ф. Шарафутдинов
Башкирский государственный университет, 450000 Уфа

Аннотация >>
На основе численного моделирования
неизотермической фильтрации
многокомпонентной нефти с учетом эффекта
Джоуля — Томсона, адиабатического
эффекта и теплоты фазовых переходов при
разгазировании нефти и кристаллизации
парафина исследуется формирование
профилей насыщенностей фаз, концентраций
компонентов и температуры в пласте.
Показано, что учет многокомпонентности
нефти приводит к возникновению фронтов
фазовых переходов при разгазировании
компонентов нефти и кристаллизации
парафина. Кристаллизация парафина, в
свою очередь, вызывает колебания
температуры. В зависимости от начальной
концентрации парафина и соотношения
теплоты фазовых переходов при
разгазировании нефти и кристаллизации
парафина в пласте возникают затухающие
или устойчивые колебания температуры.


15.
О влиянии термокапиллярных сил на начальный участок пленки расплава

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

Аннотация >>
Выполненный ранее анализ полей вблизи
верхней тройной точки процесса
бестигельной зонной плавки дополнен
анализом с учетом термокапиллярных сил
на поверхности расплава. Показано, что
влияние этих сил в общем случае велико и
только при малом градиенте температуры
по поверхности расплава, когда
термокапиллярные силы малы, может быть
сформирована пленка расплава с радиусами
кривизны макроскопических размеров; при
этом угловые координаты сечения пленки
расплава также малы.


16.
Расчетно-экспериментальное исследование упругого деформирования трубопровода из полимерной пленки при действии ударной нагрузки

Ю. А. Куликов, Ю. В. Лоскутов, М. А. Максимов*, Ю. К. Зданович**
Марийский государственный технический университет, 424024 Йошкар-Ола
* Научно-исследовательский институт специального машиностроения
при Московском государственном техническом университете им. Н. Э. Баумана, 107005 Москва
**Конструкторское бюро "Салют" Государственного космического научно-производственного центра им. М. В. Хруничева, 121087 Москва

Аннотация >>
Представлены результаты расчетно- экспериментального исследования гидроупругого процесса в образце полиимидного трубопровода, заполненного жидкостью. Задача о распространении малых возмущений в жидкости рассматривается в акустическом приближении на основе волновых уравнений. Для интегрирования уравнений используются метод характеристик и двухслойная разностная схема. Упругая задача решается методом конечных элементов и разностным -методом Ньюмарка. Напряженно-деформированное состояние трубопровода определяется суперпозицией быстрых стержневых и медленных оболочечных форм движения. Получено удовлетворительное соответствие расчетных и опытных данных.


17.
Неустойчивость "невязкого пальца" в регулярных моделях пористой среды

А. П. Ершов, А. Я. Даммер, А. Л. Куперштох
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассматривается вытеснение жидкости из
пористой среды. Течение предполагается
быстрым, т. е. число Рейнольдса,
вычисленное по характерному размеру пор,
велико. Если вытесняющий флюид менее
плотный (например, газ), то граница
раздела неустойчива. Эта неустойчивость
аналогична известной неустойчивости
вязкого пальца, с тем отличием, что
управляющим параметром является не
вязкость, а плотность. Неустойчивость
продемонстрирована экспериментально на
плоских слоях. В квадратных решетках
взаимно перпендикулярных каналов не
наблюдалось заметного ветвления пальцев,
что связано с анизотропией такой
искусственной пористой среды. Более
близкая к обычной картина с ветвлением
пальцев получена в двумерном слое
шариков, который представляется более
изотропным. Предложена простая модель,
описывающая течение в квадратной
решетке. Рассмотрена начальная стадия
роста и оценен инкремент неустойчивости.
Проводится качественный анализ
нелинейной стадии.


18.
Численный анализ разветвленных форм изгиба стержней

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

Аннотация >>
Методом стрельбы численно решаются
нелинейные краевые задачи о плоском
изгибе упругих арок под равномерно
распределенной нагрузкой. Задачи
сформулированы для системы обыкновенных
дифференциальных уравнений шестого
порядка, более общих, чем уравнения
Эйлера. Рассмотрены четыре варианта
нагружения стержня поперечными и
продольными силами. Обнаружено
разветвление решений краевых задач, а
также существование пересекающихся и
изолированных ветвей. В случае
поступательной продольной силы получены
классические эластики Эйлера. При сжатии
стержня следящей продольной силой
доказано существование единственной
(прямолинейной) формы равновесия.


19.
Продольные волны в сыпучих средах

Ю. А. Березин, Л. А. Сподарева*
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
*Новосибирский военный институт, 630117 Новосибирск

Аннотация >>
На основе гипопластической модели сред с
дилатансией выведено нелинейное
неоднородное волновое уравнение,
описывающее волны сжатия в грунтах, и
проанализированы его решения.


20.
Формы равновесия и вторичная потеря устойчивости прямого стержня, нагруженного продольной силой

С. В. Левяков
Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина, 630051 Новосибирск

Аннотация >>
Приведено общее аналитическое решение
задачи о закритическом деформировании
прямого нерастяжимого стержня,
нагруженного продольной силой.
Исследован изгиб стержня при различных
граничных условиях и найдены новые формы
равновесия, связанные со вторичной
потерей устойчивости. Показано, что для
стержней с шарнирно опертыми и
защемленными концами бифуркация решения
происходит при совмещении концов.


21.
Достаточный дискретно-интегральный критерий прочности при отрыве

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

Аннотация >>
Моделируется поведение атомной структуры
в окрестности вершины трещины. Изучается
потеря устойчивости и закритическое
деформирование трехатомной ячейки в
плотноупакованном слое атомов при
растяжении. Для макротрещин в
монокристаллах введено понятие
обобщенного вектора Бюргерса. Предложен
достаточный дискретно-интегральный
критерий прочности для трещин
нормального отрыва, когда поля
напряжений имеют сингулярную
составляющую. При формулировке
указанного критерия в соответствии с
гибридной моделью В. В. Новожилова
используется новый класс решений,
который отличается от решений,
применяемых при формулировке
классического достаточного критерия
прочности. Предложенный достаточный
критерий допускает предельный переход к
необходимому критерию, когда в пределе
можно пренебречь энергетическими
характеристиками закритического
деформирования ячейки. Величины
критических нагрузок, полученные в
соответствии с достаточным критерием,
существенно отличаются от полученных в
соответствии с необходимым критерием,
что позволяет описать эффект Ребиндера.


22.
Нелинейная антиплоская деформация упругого тела

В. Д. Бондарь
Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
В нелинейной постановке в актуальных
переменных исследована антиплоская
упругая деформация однородного
изотропного предварительно растянутого
цилиндрического тела в условиях
несжимаемости, отсутствия объемных сил и
при постоянстве вдоль образующей боковой
нагрузки. Получена краевая задача для
осевого смещения в декартовых и
комплексных переменных, в терминах
упругого потенциала указаны достаточные
условия ее эллиптичности. Установлена
аналогия с плоским безвихревым течением
газа. Дано решение задачи для материалов
Муни и Ривлина — Сондерса, моделирующих
большие упругие деформации
резиноподобных материалов. Рассмотрены
осесимметричные решения.


23.
О влиянии начальных отклонений от идеальной круговой формы цилиндрических оболочек на собственные изгибные колебания

Н. А. Тарануха, Г. С. Лейзерович
Комсомольский-на-Амуре государственный
технический университет, 681013 Комсомольск-на-Амуре

Аннотация >>
С использованием линейной теории гибких
пологих оболочек изучено влияние малых
начальных отклонений от правильной
круговой формы оболочки на частоты и
формы собственных изгибных колебаний.
Предполагается, что начальные отклонения
приводят к взаимодействию изгибных
колебаний оболочки с радиальными.
Модальные уравнения получены методом
Бубнова — Галеркина. Показано, что
начальные отклонения от правильной
круговой формы расщепляют изгибный
частотный спектр, при этом основная
частота уменьшается по сравнению со
случаем идеальной оболочки.


24.
Стрела прогиба и сближение концов стержня в продольном изгибе

А. В. Анфилофьев
Томский политехнический университет, 634034 Томск

Аннотация >>
Рассматривается проблема представления в
элементарных функциях зависимостей
стрелы прогиба и сближения концов
стержня в продольном изгибе от нагрузки.
Приводится упрощенное решение задачи
эластики с видоизмененными выражениями
кривизны. В приближенном определении
эллиптических интегралов получены
уравнения упругой кривой.


25.
Искажение волновых профилей при отколе в упругопластическом теле

Г. И. Каннель
Институт теплофизики экстремальных состояний
Объединенного института высоких температур РАН, 127412 Москва

Аннотация >>
Анализируется искажение волновых
профилей при измерении откольной
прочности упругопластических материалов.
Получено выражение для скорости упругой
волны сжатия, догоняющей пластическую
волну разрежения. Показано, что в
зависимости от соотношения градиентов
напряжения в пластической волне
разрежения и догоняющей волне сжатия
скорость фронта последней изменяется в
интервале между скоростями продольных
возмущений и возмущений объемного
расширения-сжатия.


26.
Применение вейвлетного анализа для идентификации структурно- неоднородных деформируемых материалов

В. В. Зверев, А. Г. Залазинский*, В. И. Новожонов**, А. П. Поляков*
Уральский государственный технический университет, 620002 Екатеринбург
*Институт машиноведения УрО РАН, 620219 Екатеринбург
** Институт физики металлов УрО РАН, 620219 Екатеринбург

Аннотация >>
Предложена методика экспериментального
исследования структуры поверхностей
материалов, основанная на использовании
вейвлетного анализа. Приведены основные
теоретические положения локально-
частотного и вейвлетного анализа.
Рассмотрены примеры применения
вейвлетного анализа к исследованию
модельных изображений. С использованием
вейвлетного анализа определена структура
брикетов, полученных компактированием
титановой губки.


27.
Самопроизвольное разрушение твердых тел при воздействии поверхностно-активных веществ

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

Аннотация >>
Изучается разрушение твердых тел при
воздействии поверхностно-активных
веществ. Рассматривается предельный
случай проявления хемосорбционных
эффектов без существенного влияния
механических напряжений. Описан рост
плоских трещин в твердых средах с
регулярными структурами при контакте с
поверхностно-активными веществами, когда
модель процесса — расклинивание трещин
молекулярным клином. Получены оценки
критического коэффициента интенсивности
напряжений через критическое раскрытие
трещины при расклинивании
полубесконечным клином постоянной
толщины. Получено аномально низкое
сопротивление разделению твердого тела
на части при определенных условиях
(самопроизвольное разрушение).


28.
Проектирование плоских термоупругих композитных конструкций с равнонапряженной арматурой

Ю. В. Немировский, А. П. Янковский
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Сформулирована задача равнонапряженного
армирования плоских композитных
конструкций при термосиловом нагружении.
Проведен асимптотический анализ
соответствующей граничной задачи, на
основе которого показано, что в силу
существенной нелинейности статических
граничных условий задача может иметь два
решения. Предложен итерационный метод
решения задачи. Проанализированы
конкретные аналитические и численные
решения и исследована степень влияния
теплового воздействия на
равнонапряженно-армированные структуры.