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

2005 год, номер 6

1.
Вычислительное моделирование структуры сильноточного разряда в МГД-канале

Е. Н. Васильев, Д. А. Нестеров
Институт вычислительного моделирования СО РАН, 660036 Красноярск;
ven@icm.krasn.ru, chief@vsptus.ru
Страницы: 5-13

Аннотация >>
Предложена двумерная вычислительная модель для расчета радиационно-конвективного теплообмена в газовых течениях с большими градиентами физических параметров. Модель основана на численном решении системы нестационарных уравнений динамики сжимаемого невязкого газа и уравнений переноса излучения. Результаты расчетов течения в МГД-канале рельсового ускорителя показали, что на динамику процесса оказывают значительное влияние механизмы обтекания разрядной области и гидродинамической неустойчивости, которые приводят к нестационарности и нерегулярности структуры течения и разряда. В ходе процесса возможно существование разряда как в виде нескольких токопроводящих каналов, так и в форме единого плазменного образования. Получено качественное соответствие результатов численных расчетов данным эксперимента.


2.
Обобщение аналитических решений Л. В. Овсянникова для трансзвуковых течений

К. В. Курмаева, С. С. Титов
Уральский государственный университет путей сообщения, 620034 Екатеринбург;
sergey.titov@usaaa.ru
Страницы: 14-25

Аннотация >>
Рассмотрено решение уравнения потенциала скорости стационарного осесимметричного течения идеального газа в окрестности данной точки на оси симметрии в виде двойного ряда по степеням расстояния до оси симметрии и его логарифма. Для коэффициентов ряда получены рекуррентные цепочки уравнений с произволом в две аналитические функции продольной переменной. Доказана сходимость построенного ряда методом специальных мажорант. Получена теорема существования и единственности решения начально-краевой задачи для данного нелинейного дифференциального уравнения в частных производных с особенностью на оси симметрии как аналог теорем С. В. Ковалевской и Л. В. Овсянникова.


3.
Инвариантные и частично инвариантные решения уравнений Грина — Нагди

Ю. Ю. Багдерина, А. П. Чупахин*
Институт математики с ВЦ УНЦ РАН, 450077 Уфа;
*Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск;
chupakhin@hydro.nsc.ru
Страницы: 26-35

Аннотация >>
Найдены все инвариантные и частично инвариантные решения уравнений Грина — Нагди, описывающих второе приближение теории длинных волн. Доказано, что все нетривиальные инвариантные решения сводятся к одному из следующих типов: галилеево-инвариантные, стационарные, автомодельные. Галилеево-инвариантные решения описываются решениями второго уравнения Пенлеве, стационарные — эллиптическими функциями, автомодельные — решениями системы обыкновенных дифференциальных уравнений четвертого порядка. Показано, что все частично инвариантные решения редуцируются к инвариантным.


4.
Экспериментальное исследование силового воздействия уединенной внутренней волны на погруженный круговой цилиндр

Е. В. Ерманюк, Н. В. Гаврилов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск;
ermanyuk@hydro.nsc.ru
Страницы: 36-44

Аннотация >>
Экспериментально исследована задача о гидродинамических нагрузках, возникающих при взаимодействии уединенной внутренней волны малой амплитуды с погруженным круговым цилиндром в двухслойной системе смешивающихся жидкостей. Получена зависимость коэффициента прохождения внутренней волны от положения центра цилиндра относительно пикноклина и отношения диаметра цилиндра к толщине слоев жидкости. Изучено влияние толщины пикноклина и заглубления центра цилиндра на величину гидродинамических нагрузок. Выполнена визуализация структуры течения.


5.
Трансформация длинных нелинейных волн в двухслойной вязкой жидкости между пологими дном и крышкой

Г. А. Хабахпашев
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск;
theory@itp.nsc.ru
Страницы: 45-57

Аннотация >>
Аналитически и численно исследована динамика трехмерных возмущений границы раздела двух слоев жидкости различной плотности. Выведено эволюционное интегродифференциальное уравнение, учитывающее длинноволновые вклады инерций слоев и поверхностного натяжения, малую, но конечную амплитуду возмущений границы раздела двух несжимаемых несмешивающихся жидкостей, слабые наклоны крышки и дна, а также нестационарные силы трения на всех границах. Получены численные решения данного модельного уравнения для нескольких (наиболее характерных) нелинейных задач трансформации плоских и пространственных волн.


6.
Взаимодействие малых гидродинамических возмущений с неравновесной областью в потоке газа

Р. В. Мукин, А. И. Осипов, А. В. Уваров
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 119992 Москва;
verby@yandex.ru, osipov@phys.msu.ru, uvarov@phys.msu.ru
Страницы: 58-64

Аннотация >>
Решена задача о взаимодействии малых гидродинамических возмущений с неравновесной областью в потоке газа для различных моделей накачки энергии. Рассмотрены одномерный и двумерный случаи взаимодействия. Найдена область значений параметров системы, при которых взаимодействие происходит резонансно (наблюдается существенное усиление возмущений). Показано, что при взаимодействии вихревых возмущений с неравновесной зоной генерируются тепловые волны.


7.
Исследование потока газа с твердыми частицами в сверхзвуковом сопле

В. Н. Ветлуцкий, В. Л. Ганимедов, М. И. Мучная
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск;
vetl@itam.nsc.ru, ganim@itam.nsc.ru, mim@itam.nsc.ru
Страницы: 65-77

Аннотация >>
В рамках модели Прандтля рассмотрено двухфазное течение в до-, транс- и сверхзвуковой частях сопла при больших числах Рейнольдса, т. е. весь поток разбивался на невязкое ядро и тонкий пограничный слой. Учитывалось взаимное влияние газа и твердых частиц. В ядре потока для газа решались уравнения Эйлера, в пристеночной области — уравнения пограничного слоя. Движение частиц описывалось с помощью подхода Лагранжа в невязкой области, при этом отслеживались траектории и температура пакетов частиц. В пограничном слое поведение частиц описывалось уравнениями Эйлера для осредненных по объему параметров частиц. Проведено сравнение расчетов распределений скорости частиц с экспериментами в плоском сопле. Отмечены явление фокусировки частиц на оси сопла при вводе их в дозвуковой части и вызванное этим существенное торможение потока в сверхзвуковой части сопла. Исследовано влияние различных граничных условий для потока частиц в невязкой области. Для осесимметричного сопла изучено влияние формы контура дозвуковой части, коэффициента загрузки частиц и их диаметра на параметры потока частиц в невязкой области и в пограничном слое.


8.
Математическое моделирование течений внутри вращающихся тел из ячеисто-пористых материалов

А. В. Федоров, В. М. Фомин, Т. А. Хмель
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск;
fedorov@itam.nsc.ru, khmel@itam.nsc.ru
Страницы: 78-85

Аннотация >>
Развита физико-математическая модель, описывающая течения газа внутри быстро вращающихся тел из ячеисто-пористых материалов. Получены асимптотические и численные решения некоторых задач вынужденной центробежной конвекции внутри ячеисто-пористых тел цилиндрической формы. Исследовано влияние определяющих параметров (коэффициента сопротивления, относительной длины цилиндра) на характеристики и типы течений.


9.
Влияние релаксации и запаздывания на перистальтическое движение вязкоупругой жидкости Олдройда

Мохамед Х. Хароун
Университет Аин Шамс, Рокси, Каир, Египет;
aky333@yahoo.com
Страницы: 86-95

Аннотация >>
Исследуется влияние релаксации и запаздывания при перистальтическом движении несжимаемой вязкоупругой жидкости Олдройда посредством бесконечной последовательности синусоидальных волн, движущихся вдоль стенок двумерного эластичного канала. Решение методом возмущений получено для случая, когда соотношение амплитуда волны/половина ширины канала мало. Результаты расчетов показывают, что средняя осевая скорость вязкоупругой жидкости Олдройда меньше, чем в случае ньютоновской жидкости. Обсуждается явление обратного течения. Найдено, что критический градиент давления при оттоке жидкости понижается с увеличением времени запаздывания и растет с увеличением времени релаксации. Результаты расчетов представлены для различных значений физических параметров.


10.
Изучение теплопроводности высоковязких углеводородных систем методом экспериментального и математического моделирования

Л. А. Ковалева, Н. М. Насыров, В. И. Максимочкин*, Р. Р. Суфьянов
Башкирский государственный университет, 450074 Уфа;
*Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 119992 Москва;
liana@ic.bashedu.ru, nasirovnm@ic.bashedu.ru, maxvi@mail.ru, sufyanovrr@ic.bashedu.ru
Страницы: 96-102

Аннотация >>
Разработана математическая модель и проведены численные исследования нагрева тяжелых углеводородных систем. Выполнен сопоставительный анализ численных расчетов и результатов экспериментальных исследований. Установлено, что при нагреве исследуемой углеводородной системы от начальной температуры 24° до 100° теплопроводность увеличивается в 40 раз, а с учетом свободной конвекции наблюдается дополнительное многократное (до 16 раз) увеличение переноса тепла за счет роста эффективной теплопроводности.


11.
Критические напряжения при отколе и динамическом разрыве металлов

Г. Г. Савенков
Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-производственное предприятие “Краснознаменец”»,
195043 Санкт-Петербург; sog@hotbox.ru
Страницы: 103-107

Аннотация >>
Представлены результаты динамических испытаний на разрыв ряда металлов на составном стержне Гопкинсона и при ударно-волновом нагружении плоских образцов. Показано, что истинное сопротивление разрыву при скорости деформации 5· 103 с- 1 практически совпадает с откольной прочностью при более высоких скоростях деформации. Приведены результаты испытаний этих же металлов на составном стержне Гопкинсона в диапазоне температур 20÷350°.


12.
О механизме роста усталостной трещины в поле внешних сжимающих напряжений

А. П. Шабанов
Сибирский государственный университет путей сообщения, 630049 Новосибирск;
surovin@stu.ru
Страницы: 108-115

Аннотация >>
Рассматривается образец с трещиной в виде тонкого протяженного дефекта с параллельными берегами, вершина которого имеет радиус конечной величины. При нагружении такого образца внешней пульсирующей сжимающей нагрузкой благодаря наличию пластических деформаций в вершине дефекта напряжения в зонах образца, примыкающих к носику трещины, изменяются по знакопеременному циклу. Это может быть причиной развития усталостной трещины. Результаты численного моделирования и данные экспериментов подтверждают возможность развития усталостной трещины, находящейся в поле действия внешних сжимающих напряжений.


13.
Особенности поведения грунта на границе контакта с недеформируемым ударником при проникании

В. А. Велданов, С. В. Федоров
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана,
105005 Москва; sm4@sm.bmstu.ru
Страницы: 116-127

Аннотация >>
На основе численного решения задачи о цилиндрическом поршне, расширяющемся и одновременно движущемся поступательно вдоль своей оси в массиве грунта, рассмотрены особенности движения и состояния материала грунтовой преграды на границе контакта с недеформируемым ударником при проникании. Для описания поведения грунта использована модель сжимаемой упругопластической среды с условием перехода в пластическое состояние в зависимости от действующего в ней давления. Показано, что тонкий слой грунта на границе контакта с головной частью ударника должен вовлекаться им в движение и двигаться без проскальзывания вместе с ударником. Проанализирована правомерность использования закона сухого трения для определения касательных напряжений на поверхности ударника при проникании. Оценено тепловыделение в слое грунта на контактной границе, обусловленное внутренним трением, и его возможное влияние на процесс проникания.


14.
Спектральная задача для оболочек с жидкостью

Е. П. Клигман, И. Е. Клигман, В. П. Матвеенко
Институт механики сплошных сред УрО РАН, 614013 Пермь;
kligman@icmm.ru, mvp@icmm.ru
Страницы: 128-135

Аннотация >>
Получены вариационные уравнения на собственные значения, описывающие колебания ортотропных оболочек, содержащих идеальную несжимаемую жидкость. Сделано предположение о малости амплитуд колебаний, что дает возможность использовать линейные уравнения и считать границу смачиваемой поверхности оболочки неизменной. Уравнения модели анизотропных оболочек основаны на линейных соотношениях мультиполевой теории, которая позволяет получить более точную модель анизотропных оболочек, удовлетворяющую требованиям метода конечных элементов. Движение жидкости принято безвихревым и описано с помощью уравнения Лапласа. Разработана схема метода конечных элементов для определения частот и форм собственных колебаний произвольной многослойной ортотропной оболочки вращения, частично заполненной идеальной несжимаемой жидкостью.


15.
Качественные различия в решениях при использовании теорий пластичности с условием текучести Кулона — Мора

С. Е. Александров, Е. А. Лямина
Институт проблем механики РАН, 119526 Москва
sergeyaleksandrov@yahoo.com, lyamina@mail.northnet.ru
Страницы: 136-145

Аннотация >>
Рассмотрены две модели теории пластичности: с условием текучести Кулона — Мора и классическая модель теории пластичности с условием текучести, не зависящим от среднего напряжения. Исследована задача о деформировании пластического слоя между вращающимися плитами.


16.
Эффективные коэффициенты проводимости в пористой среде c логарифмически устойчивой статистикой

О. Н. Соболева
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН,
630090 Новосибирск; olga@nmsf.sscc.ru
Страницы: 146-158

Аннотация >>
В рамках теории ренормализационной группы Вилсона получены уравнения для эффективных коэффициентов случайных полей проводимости жидкости через пористую среду с логарифмически устойчивым распределением. Результаты теоретического моделирования сравниваются с данными численного моделирования.


17.
Новые рентгенографические методики визуализации и измерения гидродинамических параметров течения в непрозрачных гетерогенных средах

Е. И. Биченков, Е. И. Пальчиков, С. В. Сухинин, А. Н. Черемисин, А. И. Романов, М. А. Романюта, К. С. Селезнев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск;
palchikov@hydro.nsc.ru
Страницы: 159-170

Аннотация >>
Предложен и обоснован метод количественного анализа многофазных течений и объектов сложного состава с регистрацией изображения на ПЗС-матрице, учитывающий спектральные характеристики потока рентгеновского излучения. Проведено тестирование метода на объектах известного состава и известной формы. Сформулированы новые подходы к решению ряда научных задач, связанных с использованием современных методов регистрации и компьютерных средств обработки рентгеновских изображений.


18.
Измерения коэффициента Грюнайзена некоторых анизотропных углеродных материалов

А. П. Степовик
Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики,
456770 Снежинск; dep5@vniitf.ru
Страницы: 171-179

Аннотация >>
Представлены результаты измерений коэффициента Грюнайзена двух анизотропных углеродных материалов: углерод-углеродного композита 4КМС и пиролитического углерода УПВ-1. Значение коэффициента Грюнайзена вычислялось по результатам измерений амплитуды механического напряжения, возникающего в материале при выделении в нем энергии пучка электронов. Для композита 4КМС получено не только отрицательное значение коэффициента Грюнайзена в диапазоне плотностей энергии электронов в десятки джоулей на квадратный сантиметр, но и аномально малое его значение в сравнении с другими материалами. Отмечено существенное затухание волны напряжения при ее распространении по этому материалу. Величина коэффициента Грюнайзена образца УПВ-1 изменяется в зависимости от его ориентации.