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 6

1.
Моделирование движения и нагрева неоднородной плазмы

В. Т. Астрелин, А. В. Бурдаков, Н. А. Губер*, В. М. Ковеня**
Институт ядерной физики СО РАН, 630090 Новосибирск
*Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
**Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Формулируется физико–математическая
модель для задачи о нагреве и удержании
плазмы на основе некоторых предположений
о поведении плотного плазменного облака,
находящегося в магнитном поле. Модель
учитывает процесс ионизации и нагрева
облака плазмы окружающей его дейтериевой
плазмой за счет теплопроводности, а
также нагрев потоком надтепловых
электронов. С использованием некоторых
упрощений изучена задача о расширении
плазменного облака во внешнем магнитном
поле в магнитогидродинамическом
приближении. Нагрев плазмы моделируется
внешним источником. Исходные уравнения
включают уравнения неразрывности,
движения, энергии и магнитного поля. Для
численного решения задачи разработана
конечно-разностная схема типа
универсального алгоритма с расщеплением
по физическим процессам и
пространственным направлениям, что
позволило получать независимо решения
уравнений магнитной индукции и газовой
динамики. Проведены расчеты
распространения облака плазмы,
нагреваемого источником во внешнем
магнитном поле. Получены основные
закономерности влияния магнитного поля и
теплового источника на расширение облака
плазмы, качественно подтверждающие
экспериментальные данные.


2.
Исследование рассеяния микрочастиц пыли коллективными колебаниями плазмы

С. В. Булычев, А. Е. Дубинов, В. С. Жданов, И. Л. Львов, К. Е. Михеев, С. А. Садовой, С. К. Сайков, В. Д. Селемир
Всероссийский научно–исследовательский институт экспериментальной физики, 607188 Саров

Аннотация >>
Разработана, изготовлена и опробована
специальная газоразрядная камера для
исследования закономерностей
броуновского рассеяния пылинок в плазме
стационарного тлеющего разряда
постоянного тока и стационарного ВЧЕ–
разряда. Разработана методика проведения
экспериментов по броуновскому рассеянию.
Приведены примеры регистрации рассеяния
пылинок в плазме. Математическая
обработка большого числа отпечатков
пылинок позволила установить, что
зависимость ширины функции распределения
пылинок на отпечатках на половине
расстояния от разряда до предметного
столика от силы тока разряда хорошо
аппроксимируется линейной зависимостью с
коэффициентом пропорциональности,
приближенно равным 16 мм/А. Показано,
что рассеяние обусловлено коллективными
колебаниями плазмы — пульсациями
ионизационного типа.


3.
Исследование динамики взрыва в дипольном поле в режиме квазизахвата взрывающейся плазмы

В. М. Антонов, Ю. П. Захаров, А. В. Мелехов, В. Н. Ораевский*, А. Г. Пономаренко, В. Г. Посух
Институт лазерной физики СО РАН, 630090 Новосибирск
*Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН, 142190 Москва

Аннотация >>
С целью разработки методики моделирования в лабораторных условиях космического взрыва в магнитосфере Земли и других планет с помощью облаков лазерной плазмы проведены эксперименты с использованием мощного CO2– усилителя, излучение которого с энергией приблизительно 300 Дж и длительностью импульса порядка 10-7 c при фокусировке на капролоновую мишень диаметром 4 мм создавало взрывающуюся плазму в поле магнитного диполя с характерным размером 15 см и магнитным моментом 1,1·107 Гс·см3. Приводятся предварительные результаты моделирования космического взрыва в условиях квазизахвата, когда энергия взрыва много меньше магнитной энергии Земли, а точка взрыва расположена в экваториальной плоскости на расстоянии двух земных радиусов.


4.
Экспериментальное исследование устойчивости сильнонедорасширенных ламинарной свободной и импактной струй

А. А. Маслов, С. Г. Миронов
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Методом электронного пучка выполнены измерения скорости роста возмущений плотности в слое смешения сильнонедорасширенных струй низкой плотности в диапазоне значений числа Рейнольдса ReL = 50 230. Для этих условий истечения определены режимы автоколебаний при нормальном натекании струи на преграду конечных размеров. Получены частоты пульсаций давления на преграде, которые сопоставлены со спектрами скорости роста возмущений плотности в слое смешения свободных струй. Показана невозможность поддержания автоколебаний за счет развития неустойчивости в слое смешения струи.


5.
О структуре фронта возмущений для процессов переноса с пространственно-временной нелокальностью

О. Ю. Динариев
Объединенный институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН, 123810 Москва

Аннотация >>
Рассмотрена одномерная задача о распространении фронта возмущений от точечного мгновенного источника для процессов переноса с пространственно- временной нелокальностью. Использован класс ядер нелокальности с особенностью вида t-1 при малых временах. Вычислена скорость распространения фронта v и найдено выражение для возмущений вблизи фронта в виде асимптотического ряда по степеням параметра τ = t - xv-1


6.
Влияние турбулентности набегающего потока на структуру пограничного слоя при диффузионном горении этанола

Б. Ф. Бояршинов, В. И. Титков
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
В опытах исследовалось влияние
турбулизации дозвукового воздушного
потока на структуру пограничного слоя
при испарении и горении этанола за
препятствием высотой 3–6 мм. Показано,
что турбулизация приводит к увеличению
толщины теплового пограничного слоя в
два раза, в то время как толщина
динамического пограничного слоя
изменяется слабо. При степени
турбулентности на входе 1–18% изменение
толщины потери импульса по длине канала
близко к изменению толщины потери
импульса для ламинарного изотермического
пограничного слоя без вдува. При горении
за препятствием на расстоянии 40–50 его
высот возникают локальные области
повышенной турбулентности с высокой
интенсивностью тепло– и массообмена.


7.
Двухжидкостная гидродинамическая модель пузырькового потока

Б. Л. Канцырев, А. А. Ашбаев*
Всероссийский научно-исследовательский институт
по эксплуатации атомных электростанций, 109507 Москва
*Ошский технологический университет, 714000 Ош, Киргизстан

Аннотация >>
Предложена расчетная модель
нестационарного одномерного течения
газожидкостной смеси с учетом силы
тяжести. Модель включает соотношение
Зубера – Финдлея и содержит решения
задачи Коши, близкие к решениям модели
дрейфа. Показано, что эффект
присоединенных масс существенно влияет
на акустические характеристики системы
уравнений.


8.
К вопросу о гидродинамическом сопротивлении сфероидальной частицы с однородным внутренним тепловыделением

Н. В. Малай, Е. Р. Щукин*, Ю. И. Яламов*
Белгородский государственный университет, 308007 Белгород
*Московский педагогический университет, 107005 Москва

Аннотация >>
В приближении Стокса дано описание
стационарного движения нагретой
гидрозольной частицы сфероидальной формы
в вязкой несжимаемой жидкости, внутри
которой действуют равномерно
распределенные источники (стоки) тепла
постоянной мощности. Предполагалось, что
средняя температура поверхности частицы
может существенно отличаться от
температуры окружающей ее жидкости. При
решении гидродинамических уравнений
получено аналитическое выражение для
гидродинамической силы, действующей на
равномерно нагретую сфероидальную
частицу, с учетом зависимости вязкости
от температуры, представленной в виде
экспоненциально-степенного ряда.


9.
Гидроупругое поведение плавающей пластины на волнах

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

Аннотация >>
Изучается поведение плавающей
полубесконечной пластины под действием
поверхностных волн, набегающих нормально
к краю. Использовано аналитическое
решение этой задачи, полученное ранее
методом Винера–Хопфа. Исследуется
распределение по пластине смещений,
деформаций и давления в зависимости от
безразмерных параметров задачи:
приведенных жесткости и глубины, а также
их асимптотическое распределение для
случаев больших и малых длин волн.


10.
Приток нефти к галерее затампонированных водой скважин

Н. К. Корсакова, В. И. Пеньковский
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
В рамках схемы Баклея – Леверетта
получено решение задачи о вызове притока
к галерее скважин, призабойная зона
которых по тем или иным причинам
загрязнена водной фазой. Разработан
метод инженерных оценок момента
проникновения фронта продвижения
вытесняющей нефть воды в
затампонированную зону добывающих
скважин с одновременным определением
нефтеотдачи пласта. Полученные
результаты могут быть использованы при
построении математической модели
процесса оптимальной разработки
месторождений.


11.
Определение гидродинамической нагрузки на стенку нефтяной скважины, формируемой электрическим разрядом

Г. А. Барбашова, В. М. Косенков
Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины, 54018 Николаев, Украина

Аннотация >>
Исследованы гидродинамические процессы в
разрядной камере устройства,
предназначенного для увеличения
проницаемости пористой среды в
призабойной зоне нефтяной скважины.
Определены пространственные и временные
характеристики волн давления,
возникающих в результате электрического
разряда в жидкости. Исследовано влияние
характеристик электроразрядного
устройства и гидростатического давления
в скважине на динамическую нагрузку,
действующую на стенку скважины.


12.
Влияние рассеяния излучения на плавление и затвердевание плоского слоя полупрозрачной среды

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

Аннотация >>
Исследуется влияние изотропного и
анизотропного рассеяния излучения на
плавление (затвердевание) плоского слоя
полупрозрачной среды, находящегося между
непрозрачными поверхностями.
Математическая модель фазового перехода
представляет собой классическую
постановку задачи Стефана. Из
результатов численного расчета следует,
что рассеяние излучения оказывает
существенное влияние на скорость
распространения фронта фазового перехода
и формирование температурного профиля в
процессе плавления (затвердевания)
полупрозрачной среды.


13.
Сопряженные задачи механики сплошных сред в процессах газолазерной резки металлов

О. Б. Ковалев, А. М. Оришич, В. М. Фомин, В. Б. Шулятьев
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Предлагается математическая модель
газолазерной резки металлических пластин
в инертном газе. Образование и течение
пленки жидкого расплава металла на
фронте реза рассмотрено в рамках
уравнений несжимаемого пограничного
слоя. На основе полученного
аналитического решения выведен локальный
закон сохранения энергии на поверхности
реза с учетом толщины пленки расплава и
зависимости теплофизических параметров
металла от температуры. Решена задача о
форме и глубине реза в плоской
постановке. Проведено сравнение с
экспериментальными данными по глубине
реза и максимальной скорости резки для
углеродистой и легированной сталей.


14.
Осцилляции фронта пластической волны в условиях высокоскоростного нагружения

Ю. И. Мещеряков, Г. Г. Савенков*
Институт проблем машиноведения РАН, 199004 Санкт-Петербург
*ФГУП Научно- производственное предприятие ``Краснознаменец'', 195043 Санкт- Петербург

Аннотация >>
Рассмотрены две модели распространения
упругопластических волн в металлах при
одноосном деформировании. Первая модель
основывается на описании пластической
деформации, осуществляющейся за счет
движения дислокаций при их гетерогенном
зарождении. Во второй модели
предполагается, что пластическая
деформация осуществляется за счет
движения диполей частичных дисклинаций.
Показано, что в обоих случаях при
определенных условиях возможны
затухающие колебания фронта пластической
волны, зафиксированные в опытах по
ударному нагружению плоских образцов из
стали марки 28Х3СНМФА.


15.
Приближенные оценки высокотемпературной ползучести элементов конструкций

О. В. Соснин, И. В. Любашевская
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассматриваются процессы ползучести и
длительной прочности в элементах
конструкций при температурах существенно
выше эксплуатационных. Вводя среднюю по
объему тела удельную мощность рассеяния,
реальное неоднородное напряженно-
деформированное состояние можно свести к
фиктивному однородному, что позволяет,
используя методы идеальной пластичности
и рассматривая статически возможные поля
напряжений и кинематически возможные
поля скоростей перемещений и скоростей
деформаций, оценивать интенсивность
процессов ползучести и длительной
прочности элементов конструкций через
средние по объему тела значения
энергетических параметров.


16.
Плоская задача теории упругости для неоднородного слоистого тела

А. Е. Алексеев, В. В. Алехин, Б. Д. Аннин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассмотрена плоская задача для
неоднородного упругого слоистого тела,
ограниченного эквидистантными
(равноудаленными) выпуклыми кривыми.
Предложен и реализован алгоритм
численного решения.


17.
Устойчивость деформирования изотропных гиперупругих тел

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

Аннотация >>
Формулируются уравнения связи между
скоростями напряжений и скоростями
деформаций и рассматриваются условия
устойчивого деформирования изотропных
гиперупругих тел. Представлены
зависимости напряжений от деформаций при
нагружении чистого сдвига, а также при
одноосном и осесимметричном нагружениях
для материала с определяющей функцией,
полученной обобщением определяющей
функции закона Гука. При малых
деформациях диаграммы практически
совпадают с линейными, следующими из
закона Гука. Ветвление решений и переход
к падающим диаграммам начинаются при
достижении больших напряжений порядка
величин модуля сдвига, причем в одни и
те же моменты независимо от значений
констант материала.


18.
Естественные тензоры напряжений

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

Аннотация >>
Вводится понятие естественных тензоров
напряжений — тензоров, которые
получаются из тензоров напряжений Коши и
Кирхгофа применением операций
отображения, полуотображения и
смешанного отображения из актуальной
конфигурации на отсчетную, а также на
две промежуточные конфигурации. Получен
полный класс естественных тензоров
напряжений и проведен их анализ.


19.
Численный анализ осесимметричных форм выпучивания конических оболочек

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

Аннотация >>
Методом стрельбы численно решены
нелинейные краевые задачи
осесимметричного выпучивания конических
куполов под равномерным нормальным
давлением. Задачи сформулированы для
системы шести обыкновенных
дифференциальных уравнений первого
порядка с независимыми полями
перемещений и поворотов. Рассмотрены два
варианта граничных условий: шарнирное
опирание и жесткое защемление.
Прослежено разветвление решений краевых
задач в зависимости от параметра
давления и геометрических параметров
куполов, получены немонотонные и
разрывные кривые состояний равновесия,
свидетельствующие о возможности
катастрофы – потери устойчивости
хлопком. В случае шарнирного опирания
установлено наличие областей
многозначности решений не только при
внешнем, но и при внутреннем давлении.
Для защемленного тонкостенного купола
проведено сопоставление теоретических и
экспериментальных результатов.


20.
К решению двумерной задачи герца

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

Аннотация >>
Методом сращиваемых асимптотических
разложений построены главные члены
асимптотики решения контактной задачи с
односторонним ограничением о сжатии без
трения плоских упругих тел,
первоначально касающихся в точке. Задача
определения сближения контактирующих тел
в зависимости от сдавливающей силы
сведена к расчету так называемых
коэффициентов локальной податливости.
Рассмотрены примеры контакта упругого
кольца и упругих круговых дисков со
штампами и упругого диска с двумя
обжимающими упругими полосами. Построена
асимптотическая модель квазистатического
соударения плоских упругих тел.


21.
Влияние электрического тока на миграцию точечных дефектов у вершины трещины

Д. Н. Карпинский, С. В. Санников
Научно–исследовательский институт механики и прикладной математики
при Ростовском государственном университете, 344090 Ростов–на–Дону

Аннотация >>
Дана оценка влияния постоянного электрического тока на миграцию точечных дефектов, растворенных в кристалле у вершины трещины растяжения. В расчете учитываются пластическая деформация у вершины трещины в нагруженном образце, обусловленная движением дислокаций в плоскостях активного скольжения кристалла, выделение джоулева тепла, а также влияние газообмена на берегах трещины на эволюцию распределения межузельных примесных атомов. Численные расчеты выполнены для кристалла –железа.


22.
Изучение статической трещиностойкости спеченных материалов на основе порошкового железа

А. В. Федотов
Пермский государственный технический университет, 614600 Пермь

Аннотация >>
В рамках структурно–феноменологического
подхода дана постановка краевой задачи
статической трещиностойкости структурно–
неоднородных спеченных материалов.
Предложен алгоритм численного
моделирования механического поведения
порошковых структурно–неоднородных
материалов с трещинами. Проведена оценка
трещиностойкости некоторых порошковых
структурно–неоднородных материалов. С
использованием фрактографического
анализа дано обоснование выявленного
аномального характера трещиностойкости
спеченных материалов. Достоверность
численного моделирования подтверждена
результатами механических испытаний на
статическую трещиностойкость.


23.
Экспериментально-теоретический анализ нестационарных процессов взаимодействия деформируемых ударников с грунтовой средой

В. Г. Баженов, В. Л. Котов, С. В. Крылов, В. В. Баландин, А. М. Брагов, Е. В. Цветкова
Научно-исследовательский институт механики Нижегородского государственного университета, 603950 Нижний Новгород

Аннотация >>
Разработана экспериментальная методика
определения силы сопротивления внедрению
деформируемого ударника в мягкую
грунтовую среду в обращенной постановке:
ударник и мишень меняются ролями, и
необходимые параметры процесса
контактного взаимодействия
регистрируются в неподвижном мерном
стержне (ударнике). Для проверки
основных положений методики такого
эксперимента проведен численный анализ
волновых процессов с использованием
модифицированной схемы С. К. Годунова.
Исследована применимость различных
моделей деформирования грунтовых сред,
полученные численные результаты
сопоставлены с экспериментальными
данными.


24.
Модификация метода кольского для исследования свойств малоплотных материалов при высокоскоростном циклическом деформировании

А. М. Брагов, А. К. Ломунов, И. В. Сергеичев
Научно–исследовательский институт механики
Нижегородского государственного университета, 603950 Нижний Новгород

Аннотация >>
Предложена модификация метода Кольского
с использованием разрезного стержня
Гопкинсона, позволяющая проводить
испытания малоплотных материалов при
циклических нагрузках одного знака.
Циклические динамические испытания
образцов основываются на существенном
отличии акустических импедансов
материала испытываемого образца и
материала мерных стержней. Выбор длины
опорного стержня, в несколько раз
большей длины нагружающего стержня,
позволяет регистрировать импульсы
деформаций в нескольких циклах.
Приведены результаты применения
предложенной модификации метода
Кольского при испытаниях на сжатие
пенопласта двух плотностей при трех
циклах нагружения.