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

2002 год, номер 1

1.
Простейшие галилеево-инвариантные и термодинамически согласованные законы сохранения

С. К. Годунов, В. М. Гордиенко
Институт математики им. С. Л. Соболева СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 1-12

Аннотация >>
Дается введение в основанную на теории
представлений группы SO(3) формализацию
галилеево-инвариантных и
термодинамически согласованных уравнений
математической физики, неизвестные в
которых преобразуются при вращениях по
неприводимым представлениям целых весов.


2.
Влияние магнитного поля, переменной вязкости и вдува (отсоса) с неизотермической пластины на вынужденное конвективное течение в пористой среде жидкости, не подчиняющейся закону Дарси

М. А. Седдек
Каирский университет, 11795 Каир, Египет
Страницы: 13-17

Аннотация >>
Представлены результаты исследования
влияния магнитного поля и переменной
вязкости на вынужденное конвективное
двумерное стационарное ламинарное
движение жидкости, не подчиняющейся
закону Дарси, над пластиной с переменной
температурой, помещенной в пористую
среду, в условиях вдува (отсоса).
Вязкость жидкости обратно
пропорциональна температуре. Задача
решается численно в предположении
малости магнитного числа Рейнольдса.
Изучена зависимость профилей скорости и
температуры, коэффициентов трения и
теплообмена от указанных выше
параметров. Показано, что магнитное поле
увеличивает напряжение трения на стенке,
в то время как интенсивность теплообмена
снижается.


3.
О деформировании бериллия при высокоскоростном косом соударении

О. Б. Дреннов, А. Л. Михайлов
Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, 607190 Саров
Страницы: 18-21

Аннотация >>
Экспериментально исследован процесс
высокоскоростного косого соударения
образцов из бериллия (бериллия и
нержавеющей стали). Проведено сравнение
амплитуд возмущений бериллия, магния,
алюминия, меди, стали. Установлено, что
при одних и тех же числах Маха амплитуда
возмущений максимальна для бериллия.
Малая пластичность и высокая хрупкость
бериллия определяют характер образования
сварного соединения. Расплав и
перемешивание металлов происходят в
очень узкой зоне, которая на микрошлифах
практически не фиксируется. При косом
соударении бериллия и стали к контактной
границе присоединяется слой твердого
раствора повышенной твердости.


4.
Гидродинамика с квадратичным давлением. 1. Общие результаты

А. П. Чупахин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 22-28

Аннотация >>
Описан широкий класс решений уравнений
Эйлера с квадратичным давлением. В
лагранжевых координатах эти решения
точно линеаризуют уравнения импульсов и
характеризуются специальными начальными
данными: матрица Якоби начального поля
скоростей имеет постоянные
алгебраические инварианты. При
интегрировании уравнений реализуется
метод разделения временной и лагранжевых
координат. Эволюция по времени
определяется эллиптическими функциями.
Решения имеют сингулярность типа полюса
в конечный момент времени. Дано
представление для вихря скорости.


5.
Новый подход к определению динамики тонкого искривленного вихря

А. И. Гудименко
Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН, 690041 Владивосток
Страницы: 29-36

Аннотация >>
Изучается динамика тонкого искривленного
вихря в потенциальном потоке идеальной
несжимаемой жидкости. Поток определяется
рядом требований геометрического
характера и не предполагается
удовлетворяющим закону Био—Савара.
Получено уравнение, описывающее динамику
вихря, совпадающее по форме с известным
уравнением локальной индукции для
самоиндуцированного движения вихря.
Параметры нового уравнения являются
одновременно параметрами потока и в этом
смысле лишены неопределенности,
характерной для классического уравнения.
Коэффициент нового уравнения может
принимать любое заданное значение
(необязательно много большее единицы,
как требуется согласно концепции
локальной индукции) и в общем случае
является функцией натурального параметра
нити.


6.
Парадокс угловой кромки профиля в нестационарном потоке

Д. Н. Горелов
Омский филиал Института математики СО РАН, 644099 Омск
Страницы: 37-42

Аннотация >>
Установлен парадокс угловой кромки
профиля в нестационарном потоке
идеальной жидкости, состоящий в том, что
решение нелинейной задачи
нестационарного обтекания профиля с
угловой кромкой при строгом выполнении
граничных условий в этой кромке не имеет
физического смысла. Парадокс является
следствием принятой модели
нестационарного течения жидкости в
окрестности угловой кромки, допускающей
излом линий тока. Установлено, что
решение задачи на основе гипотезы о
гладкости линий тока в окрестности
задней кромки путем локальной замены
угловой кромки на острую имеет
физический смысл.


7.
Динамика пузырька в жидкости при воздействии лазерного импульса

И. Ш. Ахатов, Н. К. Вахитова, А. С. Топольников
Институт механики Уфимского научного центра РАН, 450000 Уфа
Страницы: 43-49

Аннотация >>
Исследуется поведение парового пузырька в воде в условиях, моделирующих лабораторные эксперименты при лазерном воздействии. На основе разработанной математической модели анализируется влияние теплопроводности, диффузии и массообмена на динамику пузырька при сжатии и расширении. Установлено, что на стадии схлопывания на стенке пузырька происходит интенсивная конденсация, приводящая к существенному (более чем в 15 раз) уменьшению его массы, и достигаются высокие давление (до 105 атм) и температура (до 104 К). Проведено сравнение результатов численных расчетов с экспериментальными данными по радиусу первого отскока и амплитуде расходящейся ударной волны в воде. Показано, что небольшие (около 1 %) добавки неконденсируемого газа приводят к существенному ослаблению массообмена на стенке пузырька.


8.
Опыт оптимизации аэродинамических характеристик эксплуатируемых крыловых профилей

С. М. Аульченко, А. Ф. Латыпов, Ю. В. Никуличев
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 50-53

Аннотация >>
Разработанный ранее комплексный подход к
численному решению оптимизационных задач
и задач проектирования крыловых профилей
применен для решения задачи увеличения
аэродинамического качества
эксплуатируемых дозвуковых крыловых
профилей.


9.
Автомодельные решения нестационарных пограничных слоев

О. А. Фроловская
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 54-58

Аннотация >>
Рассмотрены автомодельные решения
нестационарного диффузионно-
динамического пограничного слоя,
возникающего вблизи вертикальной стенки
при больших числах Шмидта, и
динамического пограничного слоя,
сопрягающегося на внутренней границе с
диффузионно-динамическим слоем.
Показано, что в динамическом пограничном
слое в области течения возникает зона
противотока.


10.
Оценка энергетической эффективности подвода тепла перед телом в сверхзвуковом потоке

А. Ф. Латыпов, В. М. Фомин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 59-62

Аннотация >>
Получены критерии для оценки
энергетической эффективности подвода
тепла перед телом в сверхзвуковом потоке
газа. Исходя из функциональных
назначений летательных аппаратов и
термодинамической модели процесса
выполнены оценки для аппаратов
снарядного и самолетного типов. Даны
оценки минимальных чисел Маха, начиная с
которых подвод тепла перед телом
целесообразен. Выполнены оценки
увеличения дальности полета на
крейсерском режиме для летательного
аппарата самолетного типа и на активном
участке для летательного аппарата
снарядного типа. Получены оценки
экономии топлива при выведении воздушно-
космического самолета на околоземную
орбиту. Показано, что для получения
заметного эффекта необходимо
существенную часть топлива расходовать
на получение энергии для нагрева газа.
Дана оценка минимально необходимого
«коэффициента полезного действия»
преобразования энергии топлива в энергию
нагрева газа.


11.
Порождение волны Толлмина—Шлихтинга в сверхзвуковом пограничном слое двумя синусоидальными акустическими волнами

Г. В. Петров
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 63-68

Аннотация >>
Для решения задачи используются
параболизованные уравнения устойчивости
для трехмерных возмущений сжимаемого
пограничного слоя на пластине.
Нелинейность учитывается квадратичными
членами, причем только наиболее
существенными по оценкам вязкого
критического слоя теории устойчивости.
Эти члены определяются суммарным полем
двух звуковых возмущений, так что
уравнения становятся линейными и
неоднородными. Расчеты проведены для
случая, когда одна из звуковых волн
стационарна в системе отсчета, связанной
с пластиной, при числах Маха M = 2; 5.
Представлены решения, которые на
достаточно большом расстоянии от кромки
пластины с высокой точностью
идентифицируются с волнами Толлмина—
Шлихтинга.


12.
Уравнения динамики смеси газ — полые селективно-проницаемые микросферы

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

Аннотация >>
На основе законов сохранения массы,
импульса и энергии в предположении
квазистационарности процесса заполнения
газом микросфер получены уравнения
динамики многофазных систем типа газовая
смесь — полые микросферы с селективно-
проницаемыми оболочками. С
использованием упрощенной
(односкоростной однотемпературной)
модели исследованы акустические
характеристики системы однородный газ —
полые проницаемые микросферы. Определены
частотные зависимости скорости и
коэффициента затухания звука с учетом
процесса релаксации плотности (давления)
газа внутри микросфер.


13.
Исследование реламинаризации турбулентного пограничного слоя при числе маха M = 4

М. А. Гольдфельд, Р. В. Нестуля, А. Н. Шиплюк
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментальных исследований реламинаризации сверхзвукового турбулентного пограничного слоя за веером волн разрежения при числе Маха набегающего потока M = 4 в диапазоне чисел Рейнольдса Re1 = 8·106 26·106 м-1. Получены экспериментальные данные о распределении средней скорости и пульсаций массового расхода, силе поверхностного трения. В экспериментах достигнута частичная реламинаризация пограничного слоя. Проведенные расчеты критериев реламинаризации показали, что они могут быть использованы для предсказания возникновения процесса реламинаризации при высоких сверхзвуковых скоростях потока.


14.
Взаимодействие гидродинамических внешних возмущений пограничным слоем

С. А. Гапонов, А. В. Юдин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Исследованы возмущения, возникающие в
сверхзвуковом пограничном слое под
влиянием внешней завихренности потока.
Показано, что наряду с вихревыми большую
роль играют безвихревые волны. Расчеты
проведены для дозвукового течения и
сверхзвукового потока при числе Маха М =
2.


15.
Автомодельность вибрационного перемещения в среде с сопротивлением

С. А. Герасимов
Ростовский государственный университет, 344090 Ростов-на-Дону

Аннотация >>
Представлены результаты расчета и
приближенного описания средней скорости
вибротранспортирования в среде с
сопротивлением, пропорциональным
скорости, в зависимости от различных
параметров, характеризующих систему.


16.
Исследование динамики соударения и кристаллизации жидкометаллической капли с многослойной подложкой

М. Р. Предтеченский, А. H. Черепанов*, В. H. Попов*, Ю. Д. Варламов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск
*Институт теоретической и прикладной механики СО РАH, 630090 Hовосибиpск

Аннотация >>
Численно исследованы термо- и
гидродинамические процессы при
соударении жидкой металлической капли с
многослойной подложкой. Математическая
модель основана на уравнениях Hавье —
Стокса для несжимаемой жидкости и
уравнениях теплопереноса в подложке и
капле с учетом сил повеpхностного
натяжения и фазового перехода при
затвеpдевании металла. В результате
численных экспериментов исследовано
влияние скорости соударения, исходного
размера капли, перегрева металла,
температуpы и теплофизических свойств
подложки на моpфологию затвеpдевшей
частицы, ее высоту, размеp контактного
пятна и время полного затвеpдевания.
Результаты численных расчетов
удовлетворительно согласуются с данными
эксперимента.


17.
Модель спонтанной кристаллизации тонкого слоя расплава, приведенного в контакт с массивной подложкой

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

Аннотация >>
Предложена модель спонтанной
кристаллизации тонкого слоя расплава
металла, приведенного в контакт с
массивной подложкой. С использованием
теории суммарной кристаллизации
Колмогорова данная модель позволяет
рассчитать распределение кристаллитов по
размерам по толщине слоя, что дает
возможность управлять микроструктурой
затвердевающего слоя путем выбора
соответствующих подложек.


18.
Фликкер-шум и самоорганизованная критичность в кризисных режимах кипения

А. В. Решетников, В. Н. Скоков, В. П. Коверда, В. П. Скрипов, Н. А. Мажейко, А. В. Виноградов
Институт теплофизики УрО РАН, 620016 Екатеринбург

Аннотация >>
Экспериментально исследованы термические
флуктуации при переходе от пузырькового
к пленочному кипению воды на проволочном
нагревателе и флуктуации формы струи при
истечении перегретой жидкости из сосуда
высокого давления. Обнаружено, что при
кризисе теплоотдачи на проволочном
нагревателе и при интенсивном объемном
вскипании в струе перегретой жидкости
спектр мощности флуктуаций имеет
расходящуюся по закону 1/f
низкочастотную составляющую (фликкер-
шум). Данный эффект обусловлен
протеканием в системе неравновесных
фазовых переходов: кризиса теплоотдачи
при переходе от пузырькового к
пленочному кипению и кризиса потока при
вскипании струи перегретой жидкости.


19.
Исследование характеристик тепло- и массообмена при пространственном обтекании затупленного тела сверхзвуковым потоком

В. И. Зинченко, К. Н. Ефимов, А. Г. Катаев, А. С. Якимов
Томский государственный университет, 634050 Томск

Аннотация >>
Исследованы способы управления тепловыми
режимами при пространственном обтекании
затупленного тела сверхзвуковым потоком
с одновременным использованием вдува
газа с поверхности пористого затупления
и перетекания тепла в материале
оболочки. Решение задачи в сопряженной
остановке позволило учесть влияние
неизотермичности стенки оболочки на
характеристики тепло- и массообмена в
пограничном слое. Показана эффективность
использования теплопроводных материалов
для снижения максимальных температур в
зоне завесы.


20.
Влияние перетекания тепла на характеристики теплообмена при сверхзвуковом пространственном обтекании затупленного по сфере конуса

В. И. Зинченко, А. Я. Кузин
Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики
при Томском государственном университете, 634050 Томск

Аннотация >>
Путем решения трехмерных прямых и
обратных задач исследованы процессы
теплообмена при сверхзвуковом
пространственном обтекании затупленного
по сфере конуса с учетом перетекания
тепла по продольной и окружной
координатам. Показана перспективность
применения высокотеплопроводных
материалов для снижения максимальных
температур на наветренной стороне
обтекаемого тела.


21.
Модификация критерия разрушения Нейбера — Новожилова для угловых вырезов (антиплоская задача)

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

Аннотация >>
Изучено разрушение в окрестности вершины
углового выреза, для описания которого
предлагается использовать критерий
разрушения типа Нейбера—Новожилова. В
предложенном критерии пределы осреднения
напряжений на оси выреза зависят от
наличия, размера и положения дефектов
исходного материала. В качестве
характерного линейного размера выбран
параметр кристаллической решетки
исходного материала. Для угловых вырезов
получены простые соотношения,
связывающие коэффициент интенсивности
напряжений при модифицированном
коэффициенте сингулярности, сам
коэффициент сингулярности и
теоретическую прочность на сдвиг
монокристалла материала с учетом
поврежденности материала в окрестности
вершины. В полученных соотношениях
возможен предельный переход по углу от
углового выреза к трещине. Показано, что
классический критический коэффициент
интенсивности напряжений, используемый
при оценке прочности тел с трещинами, не
является константой материала.


22.
Линеаризованные уравнения нелинейных задач упругого деформирования

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

Аннотация >>
Приводится линеаризованная система
уравнений упругого деформирования тонких
пластин с произвольными граничными
условиями на лицевых поверхностях в
произвольной криволинейной системе
координат. Эти уравнения являются первым
приближением однопараметрической
последовательности уравнений двумерных
задач, полученных из исходной трехмерной
задачи путем аппроксимации неизвестных
функций в виде отрезков рядов по
полиномам Лежандра. Решена задача о
потере устойчивости бесконечно длинной
пластины при сжатии в одном направлении.
Проводится сравнение полученных
результатов с известными.


23.
Напряжения в конической трубе при внезапном приложении нагрузки

М. А. Задоян
Институт механики НАН Армении, 375019 Ереван, Армения

Аннотация >>
Рассматривается толстостенная длинная
коническая труба из идеально
пластического материала, на внутренней
поверхности которой внезапно приложено
равномерно распределенное давление,
остающееся постоянным во времени, или
которой сообщается скорость. С
внутренней конической поверхности
распространяется зона идеальной
пластичности. Материал трубы как в
пластической, так и в упругой зонах
считается несжимаемым. В пластической
зоне принимается условие пластичности
Губера— Мизеса.


24.
О характеристиках локальной податливости упругого тела под действием на плоский участок его границы малого штампа

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

Аннотация >>
Выписана асимптотика решения контактной
задачи о давлении (без трения) на
упругое тело кругового штампа с плоским
основанием в предположении малости
относительного размера площадки
контакта. В полученные формулы входят
интегральные характеристики упругого
тела, зависящие от его формы, размеров,
условий закрепления, коэффициента
Пуассона и расположения центра штампа.
Выяснен механический смысл этих величин
как коэффициентов локальной податливости
упругого тела. На основе теоремы
взаимности установлены соотношения,
уменьшающие в общем случае число
различных коэффициентов в
асимптотическом разложении. Приведены
результаты численных расчетов некоторых
коэффициентов локальной податливости
упругого полушара в его центре.
Обсуждается асимптотическая модель
действия сосредоточенной силы на упругое
тело.


25.
Предельная деформируемость и прочность базальтопластиковых оболочек

В. Н. Русак, А. Г. Федоренко, М. А. Сырунин, Л. А. Соболь*, А. В. Суханов*, В. Г. Попов*
Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, 607190 Саров
*Центральный научно- исследовательский институт специального машиностроения,
141350 Хотьково Московской области

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментальных
исследований динамической прочности и
деформируемости образцов из
базальтопластика при однократном
импульсном (взрывном) нагружении.
Полученные данные свидетельствуют о
высокой удельной прочности
базальтопластиковых образцов и близости
их прочностных характеристик к
характеристикам аналогичных трубчатых
образцов из стеклопластика на основе
высокомодульного стекловолокна. При этом
удельная несущая способность образцов не
изменяется с увеличением всех
геометрических размеров образцов в два
раза.


26.
Вариационный принцип термоэлектроупругости и его применение в задаче о колебаниях тонкостенного элемента

А. О. Ватульян, В. В. Ковалева
Ростовский государственный университет, 344006 Ростов-на-Дону

Аннотация >>
Изучено динамическое поведение
тонкостенных элементов из материалов с
пироэлектрическим эффектом. Используется
вариационная постановка задачи,
сформулирован вариационный принцип,
отличный от известного. С использованием
ряда гипотез о распределении компонент
физических полей по толщине элемента и
вариационного принципа построены
корректные краевые задачи, описывающие
растяжение-сжатие и изгиб тонкостенного
пироэлектрического элемента.


27.
О возможности оценки прочности металлов и сплавов неразрушающим ультразвуковым методом

Л. Б. Зуев, Б. С. Семухин, А. Г. Лунев
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021 Томск

Аннотация >>
Исследована зависимость скорости
распространения ультразвуковых волн от
действующего напряжения в пластически
деформируемых поликристаллических
металлах и сплавах. Установлено, что
связь между действующим напряжением и
скоростью ультразвука линейна, причем
эта закономерность характерна для всех
исследованных материалов. Предложен
способ определения временного
сопротивления отрыву материалов (предела
прочности) при деформировании в области
малых пластических деформаций без
разрушения образцов.


28.
Оптическое поле в центре сферы

Н. Н. Белов, Н. Г. Белова*
Научно-исследовательская компания ATECH KFT, 1126 Будапешт, Венгрия
*ТОО "Аэрозоль Технология", 119285 Москва

Аннотация >>
Приведена точная формула для определения интенсивности оптического поля в центре сферической частицы любого радиуса, полученная раскрытием неопределенности типа 0/0 теории Ми для компонентов электрического поля в центре сферы. Формула справедлива для произвольных значений комплексного показателя преломления материала частицы и длины волны падающего излучения. Найдены аппроксимация для больших частиц и две аппроксимации для частиц размером менее 10-4 см. Полученное решение для интенсивности оптического поля в центре малых частиц совпадает с классической формулой Лоренца для локального поля.