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

2004 год, номер 3

1.
Дипольный магнитный момент при подземном ядерном взрыве мощностью одна килотонна в полости

Н. Г. Карлыханов, А. А. Кондратьев, Ю. И. Матвеенко, В. Н. Ногин
Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики
им. Е. И. Забабахина, 456770 Снежинск
Ключевые слова: подземный ядерный взрыв, магнитный дипольный момент, декаплинг
Страницы: 3-8

Аннотация >>
Приведены результаты численного моделирования возникновения магнитного дипольного момента в результате вытеснения магнитного поля Земли при подземном ядерном взрыве в полости мощностью одна килотонна. Показано, что образованный дипольный магнитный момент возрастает с увеличением размера полости, достигая 107 А · м2, что примерно в 200 раз превышает значение дипольного магнитного момента при камуфлетном взрыве. Уменьшение в 100 раз начальной плотности воздуха в полостях радиусами 10 и 20 м приводит к изменению направления вектора магнитного дипольного момента на противоположное.


2.
Исследования магнитокумулятивного источника электромагнитных импульсов с двойным индуктивным накопителем энергии

А. С. Кравченко, Ю. В. Вилков, А. С. Юрыжев, М. М. Саиткулов, И. М. Бруснигин
Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики,
07188 Саров
Ключевые слова: магнитокумулятивный генератор, индуктивный накопитель, узел разрыва токового контура
Страницы: 9-14

Аннотация >>
Разработан источник энергии на основе спирального магнитокумулятивного генератора с одновременным инициированием заряда взрывчатого вещества по оси. Генератор работает на двойной индуктивный накопитель энергии с узлами разрыва токового контура в каждом накопителе. Получены основные аналитические зависимости амплитуды и формы импульса от параметров двойного индуктивного накопителя энергии. В эксперименте с таким источником энергии на узле разрыва из электрически взрывающихся проводников получен импульс напряжения 770–800 кВ. Напряжение в точках возможного подключения нагрузки составило 1300–1350 кВ. Длительность фронта импульса напряжения от значения 0,1Umax до значения 0,9Umax не превышала 0,5 мкс.


3.
Влияние колебательной релаксации на пульсационную активность в течениях возбужденного двухатомного газа

Ю. Н. Григорьев, И. В. Ершов*, Е. Е. Ершова*
Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск;
*Новосибирская государственная академия водного транспорта, 630099 Новосибирск
Ключевые слова: вихревая структура, колебательная мода, возбуждение, релаксация, подавление возмущений
Страницы: 15-23

Аннотация >>
Исследовано влияние колебательной релаксации на нелинейную эволюцию крупной вихревой структуры в сдвиговом потоке сильнонеравновесного двухатомного газа. Расчеты выполнены на основе системы уравнений двухтемпературной газодинамики вязкого теплопроводного газа. Релаксация к равновесию температуры колебательных уровней молекул газа описывалась уравнением Ландау — Теллера. Вклад релаксации вращательных уровней учитывался коэффициентом объемной вязкости в тензоре напряжений. Показано, что на фоне только релаксационного процесса в отсутствие вязкой диссипации затухание кинетической энергии возмущений и рейнольдсовых напряжений возрастает в пределах до 10% по сравнению со случаем термического равновесия. При большой (реально достижимой) степени возбуждения колебательной моды, умеренных значениях динамической и объемной вязкостей и характерном времени релаксации, соизмеримом с временем течения, относительный эффект подавления возмущений достигает 15%.


4.
Эволюция диффузионного слоя смешения двух газов при взаимодействии его с ударными волнами

Г. А. Руев, А. В. Федоров*, В. М. Фомин*
Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет,
630008 Новосибирск;
*Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: ударная волна, слой смешения, неустойчивость Рихтмайера-Мешкова, двухскоростная двухтемпературная газодинамика смесей
Страницы: 24-31

Аннотация >>
Предложена математическая модель механики двухскоростной двухтемпературной смеси газов, на основе которой методами математического моделирования изучена эволюция слоя смешения двух газов различной плотности при воздействии на него ударных волн и волн сжатия в одномерном нестационарном приближении. В асимптотическом приближении полной модели получено решение начально-краевой задачи, описывающее формирование диффузионного слоя между двумя газами. В полной постановке численно решены задачи о взаимодействии ударных волн и волн сжатия с диффузионным слоем. Показано, что при переходе ударной волны через слой происходит его сжатие, величина которого зависит от интенсивности ударной волны. Установлено, что при переходе ударной волны из тяжелого газа в легкий слой смешения оказывается пересжатым и после прохождения ударной волны происходит его расширение. Детально описана волновая картина течения. Получено удовлетворительное согласие результатов расчетов изменения ширины области перемешивания с экспериментальными данными.


5.
Влияние кривизны линий тока на интенсивность продольных вихрей в слое смешения сверхзвуковых струй

В. И. Запрягаев, Н. П. Киселев, А. А. Павлов
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: сверхзвуковая струя, сопло, слой смешения, продольные вихревые структуры, кривизна линий тока
Страницы: 32-43

Аннотация >>
Экспериментально исследована структура сверхзвуковых неизобарических струй при числах Маха Ma = 1, 2 с целью изучения влияния кривизны линий тока на характеристики развития продольных вихрей в слое смешения. Исследовано пространственное развитие стационарных продольных вихрей в слое смешения сверхзвуковых струй. Разработана методика генерации стационарных продольных вихрей путем нанесения микронеровностей контролируемых размеров на внутреннюю поверхность сопла. Получены радиальные профили и азимутальные неоднородности полного давления, определены толщина слоя смешения и кривизна линий тока сверхзвуковых струй. Выявлено существенное влияние микронеровностей заданной формы, размещенных на поверхности сопла, на изменение полного давления в слое смешения сверхзвуковых струй по сравнению с естественными возмущениями.


6.
Эволюция поля течения около кругового цилиндра и сферы при мгновенном старте со сверхзвуковой скоростью

В. А. Башкин, И. В. Егоров, Д. В. Иванов
Центральный аэрогидродинамический институт им. Н. Е. Жуковского, 140180 Жуковский
Ключевые слова: сверхзвуковое течение, мгновенное начало движения, цилиндр, сфера
Страницы: 44-49

Аннотация >>
На основе результатов численного интегрирования нестационарных двумерных уравнений Навье — Стокса исследована эволюция поля течения около кругового цилиндра и сферы, мгновенно стартующих с постоянной сверхзвуковой скоростью (M = 5, Re = 105) из состояния покоя.


7.
Влияние продольных полосчатых структур на процесс турбулизации круглой струи

М. В. Литвиненко, В. В. Козлов, Г. В. Козлов, Г. Р. Грек
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: круглая струя, продольные структуры, визуализация, вихри Кельвина-Гельмгольца
Страницы: 50-60

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментальных исследований влияния продольных полосчатых структур на процесс турбулизации круглой ламинарной струи. Изучены качественные характеристики развития струи с использованием дымовой визуализации картины течения в струе и с проведением съемок видеокамерой поперечного и продольного сечений струи, подсвеченных лазерным "ножом" при стробоскопировании изображения. Показано, что полосчатые структуры могут быть генерированы непосредственно на выходе из сопла и их взаимодействие с кольцевыми вихрями Кельвина — Гельмгольца приводит к возникновению азимутальных "лучей" (Λ-структур) по типу трехмерного искажения двумерной волны Толлмина — Шлихтинга на нелинейной стадии классического перехода в пристенных течениях. Рассмотрено влияние скорости истечения струи и акустического воздействия на турбулизацию струи.


8.
Расчет взаимодействия падающего косого скачка уплотнения с турбулентным пограничным слоем на пластине

Н. Н. Федорова, И. А. Федорченко
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: скачок уплотнения, пограничный слой, отрывное течение, турбулентность, теплообмен
Страницы: 61-71

Аннотация >>
Приведены результаты численного моделирования взаимодействия косой ударной волны с турбулентным пограничным слоем, образующимся при сверхзвуковом (число Маха M = 5) обтекании плоской пластины. Расчеты выполнены для трех случаев взаимодействия различной интенсивности, приводящих к безотрывному или отрывному течениям. Проведены сравнения расчетных и экспериментальных данных. Исследовано влияние турбулентности потока и нестационарности отрывного скачка на характеристики течения.


9.
Численное моделирование сверхзвукового течения c поперечным вдувом струй

А. О. Бекетаева, А. Ж. Найманова
Институт математики Министерства образования и науки Республики Казахстан,
80100 Алматы
Ключевые слова: сверхзвуковое течение, вдув струй, уравнения Навье-Стокса
Страницы: 72-80

Аннотация >>
С использованием уравнений Навье — Стокса численно моделируется плоское сверхзвуковое течение при наличии симметричного перпендикулярного вдува струй через щели на стенках. Исследовано влияние нерасчетности и числа Маха струи на структуру течения. Получены зависимости угла наклона ударной волны и длины отрывной зоны от нерасчетности. Выявлено влияние нерасчетности на увеличение подъемной силы, возникающей при взаимодействии потока с вдуваемой струей.


10.
Формула для вычисления коэффициента гидравлического сопротивления трубы с внезапным расширением при малых числах Рейнольдса

Т. Я. Грудницкая, В. А. Люлька, А. В. Шипилин
Вычислительный центр РАН, 119991 Москва
Ключевые слова: цилиндрическая труба, внезапное расширение, малые числа Рейнольдса, коэффициент сопротивления
Страницы: 81-84

Аннотация >>
На основе численного решения полной системы уравнений Навье — Стокса для несжимаемой жидкости получена формула для вычисления коэффициентов гидродинамического сопротивления в трубе с внезапным расширением сечения при числах Рейнольдса от 0,2 до 10. Проведено сравнение коэффициентов гидравлического сопротивления, полученных из численного решения уравнений Навье — Стокса и по выведенной формуле.


11.
Безволновое обтекание тяжелой жидкостью репятствия в форме наклонной ступени

Е. Р. Газизов, Д. В. Маклаков
Научно-исследовательский институт математики и механики
Казанского государственного университета, 420008 Казань
Ключевые слова: тяжелая жидкость, обтекание ступени, докритический и сверхкритические режимы
Страницы: 85-96

Аннотация >>
Исследуются безволновые режимы обтекания весомой жидкостью наклонной ступени высоты H. Рассмотрены случаи H > 0 и H <0. При этом всегда предполагалось, что поток является сверхкритическим справа на бесконечности, чем обеспечивается возможность существования решения с отсутствием волны вниз по потоку. Для случая докритического обтекания определялась зависимость между числом Фруда и возвышением ступени, которая обеспечивает безволновой режим. На основе анализа численных данных получена приближенная аналитическая зависимость между высотой ступени и числом Фруда. Показано, что эта зависимость практически одна и та же для ступеней любых наклонов. В случае сверхкритического обтекания установлено, что задача имеет двухпараметрическое семейство решений. В случае H


12.
Стекание вязких пленок по волнистым поверхностям

Ю. Я. Трифонов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: вязкое течение пленок, волнистые поверхности
Страницы: 97-110

Аннотация >>
Проведен теоретический анализ процесса стекания вязких пленок по волнистым поверхностям. Исследования выполнены на основе уравнений Навье — Стокса (для одномерных и двумерных поверхностей) и интегральной модели (для трехмерной поверхности с двойной структурой гофров). Расчеты выполнены в широком диапазоне чисел Рейнольдса и геометрических характеристик поверхности с учетом сил поверхностного натяжения. Рассчитаны форма свободной поверхности и другие характеристики течения. Показано, что в случае одномерной поверхности существует диапазон параметров, в котором течение определяется в основном силами поверхностного натяжения и хорошо описывается с использованием интегрального подхода. В этом диапазоне в случае поверхности с двойной структурой гофров осредненные характеристики течения по крупным гофрам определяются геометрией мелкой текстуры.


13.
Оценка эффективности кислотной обработки прискважинной зоны с учетом капиллярного запирания пластовой воды

Н. Т. Данаев, А. А. Кашеваров*, В. И. Пеньковский*
Институт механики и математики Казахского национального университета
им. аль Фараби, 480012 Алматы;
*Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: двухфазная фильтрация, кислотная обработка, численное моделирование
Страницы: 111-118

Аннотация >>
Сопоставляются результаты расчетов притока несмешивающихся флюидов к эксплуатационной скважине при различных параметрах пласта и состояниях прискважинной зоны. Рассмотрены установившийся и неустановившийся режимы фильтрации. Расчеты показывают, что кислотная обработка прискважинной зоны приводит к увеличению дебита скважины.


14.
Течение пара при наличии процессов испарения-конденсации на твердых частицах

А. П. Крюков, В. Ю. Левашов, И. Н. Шишкова
Московский энергетический институт, 111250 Москва
Ключевые слова: запыленный поток, течение пара, конденсация, испарение, численный расчет
Страницы: 119-128

Аннотация >>
Рассматриваются сильнонеравновесные течения пара (газа) в области, заполненной твердыми частицами, с учетом изменения размеров частиц пыли в результате испарения и конденсации на их поверхностях. Используется метод прямого численного решения кинетического уравнения Больцмана с учетом процедуры трансформации функции распределения молекул газа в результате их взаимодействия с пылинками.


15.
Исследование нестационарного радиационно-конвективного теплообмена при обтекании аблирующей пластины потоком излучающе-поглощающей и рассеивающей среды

Н. А. Рубцов, В. А. Синицын
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе CO РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: излучение, турбулентность, пограничный слой, абляция, рассеяние
Страницы: 129-135

Аннотация >>
Исследуется сопряженная задача радиационно-конвективного теплообмена при турбулентном обтекании термически тонкой аблирующей пластины высокотемпературным газодисперсным потоком. Пластина подвергается интенсивному радиационному нагреву внешним источником, представляющим собой абсолютно черное тело. Рассчитаны температурные поля и распределения тепловых потоков вдоль пластины в нестационарных условиях. Результаты расчета позволяют определить влияние числа Старка и теплоты фазового перехода материала пластины на динамику теплового состояния среды в пограничном слое и самой пластины в условиях ее нагрева высокотемпературным источником излучения.


16.
Плоская задача о колебаниях плавающей упругой пластины под действием периодической внешней нагрузки

Л. А. Ткачева
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: поверхностные волны, изгибно-гравитационные волны, упругая тонкая пластина, метод Винера-Хопфа, локализованные колебания
Страницы: 136-145

Аннотация >>
Методом Винера — Хопфа построено аналитическое решение задачи о колебаниях упругой полубесконечной плавающей пластины под действием периодической внешней нагрузки. Без учета осадки решение получено в явном виде. Численно исследованы зависимости амплитуд поверхностных волн и прогиба ледяной пластины от частоты и характера нагрузки, толщины льда и глубины жидкости. Установлено, что при некоторых видах действующей нагрузки волны в пластине и жидкости не распространяются, а колебания пластины представляют собой стоячие волны, локализованные вблизи области приложения нагрузки. Приведен пример таких колебаний и найдено условие, при котором реализуются локализованные колебания.


17.
Устойчивость, траектории и динамический изгиб затупленного тела вращения при проникании в упругопластическую среду

И. В. Симонов, К. Ю. Осипенко
Институт проблем механики РАН, 119526 Москва
Ключевые слова: проникание, ударник, упругопластическая среда, траектории движения, отрыв потока, устойчивость
Страницы: 146-160

Аннотация >>
Исследуется глубокое проникание в малопрочную среду тонкого тела с затуплением носовой и тыльной частей. На основе физической модели отрывного несимметричного обтекания тела и метода локального взаимодействия движение тела описывается системой автономных дифференциально-интегральных уравнений. Проведен аналитический расчет границы устойчивости прямолинейного движения в смысле Ляпунова для тел с параболическим меридианом. Зависимость устойчивости движения тела от различных параметров изучается численно. Построены траектории криволинейного движения в области неустойчивости и подтверждена классификация траекторий, предложенная ранее при изучении движения заостренных тел. Показана возможность обратного выброса при входе затупленного ударника в полу-бесконечную мишень. Установлена принципиальная возможность реализации траектории, близкой к заданной, а также слабая зависимость характеристик движения с развитым отрывом от угла отрыва. Приведены примеры расчета эволюции боковой нагрузки, перерезывающей силы и момента, а также запаса прочности тела по теории динамического изгиба неоднородного стержня.


18.
Многосеточное моделирование композитов нерегулярной структуры с малым коэффициентом наполнения

А. Д. Матвеев
Институт вычислительного моделирования СО РАН, 660036 Красноярск
Ключевые слова: композиты, нерегулярная структура, многосеточные конечные элементы, средние локальные погрешности
Страницы: 161-171

Аннотация >>
Рассматриваются композиты, состоящие из набора типовых композитных многосеточных конечных элементов, структуры которых регулярны и различны. Предложены средние локальные погрешности и показано их применение в многосеточном моделировании композитов.


19.
Изучение закономерностей развития полос сдвига при наноиндентировании аморфного сплава Fe–Cr–Mo–V–B–Si

М. Н. Верещагин, С. Н. Дуб*, В. Г. Шепелевич**, О. М. Остриков
Гомельский государственный технический университет им. П. О. Сухого,
246746 Гомель, Беларусь;
*Институт сверхтвердых материалов НАН Украины, 04074 Киев, Украина;
**Белорусский государственный университет, 220050 Минск, Беларусь
Ключевые слова: твердость, наноиндентор, аморфный сплав, полоса сдвига
Страницы: 172-175

Аннотация >>
Изучены закономерности развития полос сдвига в аморфном сплаве Fe–Cr–Mo–V–B–Si при наноиндентировании его поверхности. Рассмотрен процесс формирования отпечатка индентора на фоне развития полос сдвига в аморфном материале.


20.
Применение метода фотоупругости для анализа остаточных напряжений в компакт-дисках

С. И. Герасимов
Сибирский государственный университет путей сообщения, 630049 Новосибирск
Ключевые слова: остаточные напряжения, релаксация, фотоупругость
Страницы: 176-180

Аннотация >>
Стабильность размера и формы изделия особенно важна в современных высоких технологиях, в частности при использовании компакт-дисков для хранения информации. Существенное влияние на такую стабильность оказывают остаточные напряжения, появляющиеся в дисках из-за несовершенства процесса их производства. Целью данной работы являлась разработка простого оптического метода оценки напряженного состояния компакт-дисков.