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

2006 год, номер 3

1.
Обрушение волн предельной амплитуды над препятствием

В. Ю. Ляпидевский, Ж. Сюй*
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
*Институт физической океанографии Океанского университета Китая, 266003 Чиньдао, Китай
liapid@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: однородная жидкость, сверхкритическое течение, волны предельной амплитуды, обрушение волн
Страницы: 3-11

Аннотация >>
В длинноволновом приближении изучаются течения однородной тяжелой жидкости над неровным дном. Предложена математическая модель, учитывающая как дисперсионные эффекты, так и формирование турбулентного верхнего слоя при обрушении поверхностных гравитационных волн. Исследовано асимптотическое поведение нелинейных возмущений на фронте волны и найдены условия перехода от гладких течений к обрушивающимся волнам при стационарном обтекании локального препятствия сверхкритическим потоком.


2.
Излучение пучков трехмерных периодических внутренних волн источниками различного типа

А. Ю. Васильев, Ю. Д. Чашечкин
Институт проблем механики РАН, 119526 Москва; chakin@ipmnet.ru
Ключевые слова: стратифицированная жидкость, внутренние волны, аналитические методы, точное решение, стоксов и внутренний пограничные слои
Страницы: 12-23

Аннотация >>
Проанализированы энергетические и силовые характеристики пучков периодических внутренних волн в вязкой экспоненциально стратифицированной жидкости. Полученные методами интегральных преобразований точные решения линеаризованных задач генерации помимо трехмерных внутренних волн описывают сопутствующие пограничные слои двух типов. Решения, не содержащие эмпирических параметров, приведены к форме, допускающей прямое сравнение с экспериментальными данными для излучателей различного типа (фрикционного, поршневого, комбинированного) прямоугольной или эллиптической формы. Компоненты тензора напряжений и силы, действующие на излучатель, приведены в квадратурах. В предельных случаях решения равномерно переходят в аналогичные выражения для задач в двумерной постановке.


3.
О рациональной структуре кровеносных сосудов

А. Е. Медведев, В. И. Самсонов, В. М. Фомин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск;
medvedev@itam.nsc.ru, visam@itam.nsc.ru, fomin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: кровеносные сосуды, армированные сосуды, оболочка, композит, вязкость-упругость, деформирование
Страницы: 24-30

Аннотация >>
Рассмотрен вопрос об оптимальном (с точки зрения прочности) строении кровеносных сосудов живого организма. Показано, что угол укладки мышечных волокон в сосудах является оптимальным для прочности артерий.


4.
К теории стационарных волн на горизонтальном течении с линейным профилем скорости

А. А. Зайцев, А. И. Руденко*
Атлантическое отделение Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН, 236000 Калининград
*Калининградский государственный технический университет, 236000 Калининград; rudenko1975@bk.ru
Ключевые слова: стационарные нелинейные волны, идеальная жидкость, сдвиговое течение, первый метод Стокса, нелинейные дисперсионные соотношения
Страницы: 43-48

Аннотация >>
В рамках двумерной теории и эйлерова подхода изучаются строение и характеристики нелинейных стационарных волн на поверхности горизонтального сдвигового течения идеальной однородной несжимаемой жидкости конечной глубины с линейным профилем скорости. Волновые движения предполагаются безвихревыми. Предложена модификация первого метода Стокса, позволяющая алгебраическими средствами вычислять члены рядов теории возмущений. Получены и проанализированы нелинейные дисперсионные соотношения для волн, бегущих вверх, и для волн, бегущих вниз по потоку.


5.
Применение метода возмущений для решения задачи об отрывном обтекании тонких профилей потоком несжимаемой жидкости

В. Б. Курзин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск;
kurzin@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: несжимаемая жидкость, профиль, отрыв, след, вихрь
Страницы: 49-63

Аннотация >>
Построена модель отрывного обтекания тонких профилей несжимаемой жидкостью в окрестности режима “безударного входа”, основанная на осреднении течения в вихревом следе, сбегающем с кромок профилей. Путем аппроксимации вихревого следа двумя вихревыми линиями определение осредненных гидродинамических характеристик сводится к двукратному решению интегрального сингулярного уравнения, эквивалентного уравнению, описывающему стационарное безотрывное обтекание профиля. При этом время расчета на два порядка меньше, чем при решении соответствующей эволюционной задачи. Результаты тестового расчета предлагаемым методом удовлетворительно согласуются с известными результатами расчета и эксперимента.


6.
Нелинейные эффекты при импульсном периодическом подводе энергии вблизи симметричного профиля, обтекаемого трансзвуковым потоком

С. М. Аульченко, В. П. Замураев, А. П. Калинина
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск;
aultch@itam.nsc.ru, zamuraev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: трансзвуковое течение, волновое сопротивление, подвод энергии, уравнения Эйлера
Страницы: 64-71

Аннотация >>
На основе численного решения двумерных нестационарных уравнений газовой динамики изучено изменение структуры трансзвукового обтекания и уменьшение волнового сопротивления симметричного профиля в зависимости от периода подвода энергии, а также от локализации и формы зоны ее подвода. Установлено, что подвод энергии к газу перед замыкающим скачком уплотнения в непосредственной близости к контуру в вытянутых вдоль него зонах приводит к значительному уменьшению волнового сопротивления профиля. Выяснена природа такого уменьшения сопротивления. Установлено существование предельной частоты подвода энергии.


7.
Дифференциальные характеристики поля течения плоской перерасширенной струи в окрестности кромки сопла

В. Н. Усков, М. В. Чернышов
Балтийский государственный технический университет “Военмех”,
190005 Санкт-Петербург; uskov@peterlink.ru, mvcher@newmail.ru
Ключевые слова: сверхзвуковая перерасширенная струя, кривизна скачка, граница струи, сжатый слой
Страницы: 72-83

Аннотация >>
Изложен метод теоретического исследования поля течения двумерной (плоскопараллельной или осесимметричной) перерасширенной струи идеального совершенного газа в окрестности кромки сопла. Проанализировано изменение кривизны скачка уплотнения, уходящего от кромки, а также его интенсивности и параметров течения за ним в зависимости от числа Маха, нерасчетности плоской струи и показателя адиабаты газа.


8.
Численное моделирование однофазной задачи стефана в слое с прозрачными и полупрозрачными границами

Н. А. Рубцов, С. Д. Слепцов, Н. А. Саввинова*
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск
*Якутский государственный университет, 677000 Якутск; sleptsov@itp.nsc.ru, nasavv@mail.ru
Ключевые слова: излучение, поглощение, нагрев, фазовый переход, конвекция, теплопроводность
Страницы: 84-91

Аннотация >>
Проведено численное моделирование однофазной задачи Стефана в полупрозрачном слое с прозрачными, непоглощающими и частично поглощающими излучение границами. Показано, что при малых температурах среды на границе образца, подверженного облучению, определяющую роль играет конвекция, а при высоких—излучение. Отсутствие поглощения на границах слоя приводит к ускорению нагрева пластины и существенному замедлению процессов плавления.


9.
О связи между напряжениями и деформациями при периодических нагружениях

В. И. Капустин, В. М. Степанов*
Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина, 630051 Новосибирск
*Новосибирский государственный технический университет, 630092 Новосибирск; sven@online.nsk.su
Ключевые слова: напряжение, деформация, упругость, пластичность, упрочнение, разупрочнение, усталость
Страницы: 92-99

Аннотация >>
Рассматривается механическая модель неупругого периодического деформирования материала. Согласно модели осевая пластическая деформация материала является следствием пластических сдвигов по четырем плоскостям максимальных касательных напряжений. Пластические сдвиги на этих плоскостях определяются деформационной прочностью материала, которая предполагается различной в разных системах площадок и зависит от направления деформирования. Предлагаются характеристики деформационной прочности материала. Модель и известные характеристики деформационной прочности позволяют аналитически описать деформационные упрочнения и разупрочнения материалов. Приводится пример расчета диаграмм деформирования гипотетического материала при мягком нагружении.


10.
О задаче (u,p) в теории упругости

И. Ю. Цвелодуб
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
itsvel@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: условно-корректная задача, двусвязная упругая область, итерационный метод решения
Страницы: 100-103

Аннотация >>
Рассматривается задача теории упругости для тела, на части поверхности которого одновременно заданы векторы перемещений u и нагрузок p, а на остальной части условия не определены. Для случая двусвязной области, когда векторы u и p задаются на одной из ее границ (внутренней или внешней), обоснован итерационный метод решения, основанный на сведении исходной задачи к последовательности смешанных задач.


11.
Плоская волна деформации в изотропном слое вязкоупругого материала

В. М. Кулик
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск;
kulik@itp.nsc.ru
Ключевые слова: вязкоупругий материал, скорость волны, затухание, профиль, продольные и поперечные смещения
Страницы: 104-111

Аннотация >>
Определены скорость и затухание волны деформации в слое вязкоупругого материала, жестко закрепленного на твердом основании. Проанализирована структура волны—соотношение между продольным и поперечным смещениями, а также профили этих смещений. Установлено, что на основной моде колебаний затухание волн значительно сильнее, чем в безграничном пространстве. Наиболее сильное затухание наблюдается на резонансных частотах. Выявлено сильное влияние сжимаемости среды на характеристики волны. Найдены условия, при которых такая система работает как волновод. Обнаружено, что при значении коэффициента потерь, большем 0,13 (для несжимаемой среды), характер дисперсионной зависимости резко меняется: с уменьшением частоты скорость волны уменьшается.


12.
Aнализ эволюции пластической деформации при циклическом нагружении на основе уравнений полевой теории дефектов

Н. В. Чертова, Ю. В. Гриняев
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021 Томск;
chertova@ispms.tsc.ru
Ключевые слова: полевая теория дефектов, пластическая деформация, циклическое нагружение
Страницы: 112-118

Аннотация >>
В рамках полевой теории дефектов получено соотношение, описывающее эволюцию пластической деформации под действием приложенных напряжений, которое использовано для анализа закономерностей деформирования при циклическом знакопеременном нагружении. Исследовано влияние амплитуды приложенных напряжений, частоты нагружения и коэффициента асимметрии цикла на процесс деформирования при одноосном нагружении. Рассмотрены особенности эволюции пластической деформации в случае устойчивого процесса деформирования и определено время до разрушения системы в случае неустойчивого процесса.


13.
Нелинейное деформирование и устойчивость овальных цилиндрических оболочек при чистом изгибе с внутренним давлением

Л. П. Железнов, В. В. Кабанов, Д. В. Бойко
Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина,
630051 Новосибирск; lev@wsr.ru
Ключевые слова: овальная цилиндрическая оболочка, изгиб моментом, внутреннее давление, нелинейное деформирование, устойчивость, метод конечных элементов
Страницы: 119-125

Аннотация >>
Исследована задача устойчивости цилиндрических оболочек с овальным контуром поперечного сечения при комбинированном нагружении изгибающим моментом и внутренним давлением. Использован вариационный метод конечных элементов в перемещениях. Докритическое напряженно-деформированное состояние оболочек считается моментным и нелинейным. Определено влияние нелинейности деформирования оболочек и их овализации на величину критических нагрузок и формы потери устойчивости.


14.
Идентификация вязкоупругих характеристик композитных материалов по результатам экспериментально-теоретического анализа динамического поведения полусферических оболочек

Н. А. Абросимов, В. Г. Баженов, Н. А. Куликова
Научно-исследовательский институт механики Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского,
603950 Нижний Новгород; abrosimov@dk.mech.unn.ru, bazhenov@dk.mech.unn.ru, knadya2004@mail.ru
Ключевые слова: динамика, композиты, вязкоупругие характеристики, численное моделирование
Страницы: 126-133

Аннотация >>
Предложена методика определения жесткостных и реологических характеристик композитных материалов, основанная на минимизации рассогласования экспериментальных данных и результатов компьютерного моделирования процесса деформирования композитных полусферических оболочек при взрывном нагружении. С~использованием данной методики проведен анализ демпфирующих характеристик хаотически армированных полимерных материалов.


15.
Численное моделирование процесса резки облученных тепловыделяющих сборок

Ю. П. Мещеряков
Конструкторско-технологический филиал Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск; ura@kti-git.nsc.ru
Ключевые слова: резка, численное моделирование, слоистые тела, тепловыделяющая сборка
Страницы: 134-140

Аннотация >>
Численно изучаются особенности напряженно-деформированного состояния слоистых тел с учетом элементов схем нагружения, использующихся в технологических процессах резки облученных тепловыделяющих сборок. Исследовано влияние локализации прижима на интенсивность касательных напряжений и величину напряжений сдвига. Получена зависимость напряженно-деформированного состояния слоев от величины зазора между ножами. Показано, что по мере износа режущих кромок ножей меняется характер разрушения.


16.
Неустойчивость пластического течения при формировании шейки в сплавах циркония

Т. М. Полетика, С. В. Колосов, Г. Н. Нариманова, А. П. Пшеничников
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021 Томск; poletm@ispms.tsc.ru
Ключевые слова: сплавы циркония, деформация, локализация, неустойчивость, разрушение
Страницы: 141-149

Аннотация >>
Исследованы закономерности макролокализации пластической деформации на параболической стадии деформационного упрочнения циркониевых сплавов Э635 и циркалой-2. Обнаружена неустойчивость пластического течения, которая проявляется в периодическом изменении пространственно-временной картины распределения локальных деформаций, наблюдаемой с использованием метода спеклинтерферометрии. Полученные результаты обсуждаются в рамках синергетической модели эволюции пластического течения на его завершающей стадии.


17.
Численное исследование свободных колебаний стержня с осцилляторами

С. Д. Алгазин
Институт проблем механики РАН, 119526 Москва; algazinsd@mail.ru
Ключевые слова: свободные колебания, стержень переменных сечения и массы, осцилляторы
Страницы: 150-156

Аннотация >>
Рассматривается задача о свободных колебаниях стержня со свободными концами переменных сечения и массы, к которому на пружинах подвешены сосредоточенные массы (осцилляторы). Установлено, что в этой колебательной системе возможны параметрические резонансы. Приведены примеры численных расчетов, которые подтверждают эффективность разработанной методики расчета.


18.
О колебаниях неоднородного упругого слоя

А. О. Ватульян, М. А. Двоскин, П. С. Сатуновский
Ростовский государственный университет, 344090 Ростов-на-Дону;
vatulyan@aaanet.ru, micd@rambler.ru, GardSilver@list.ru
Ключевые слова: упругий неоднородный слой, установившиеся колебания, дисперсия волн
Страницы: 157-164

Аннотация >>
Предложен способ анализа волновых полей в упругом слое с произвольно меняющимися по глубине упругими свойствами, основанный на сведении краевой задачи к системе интегральных уравнений Фредгольма второго рода и ее численном анализе. Исследованы некоторые особенности строения дисперсионных множеств, в частности, построены их асимптоты.


19.
О взаимодействии штампа со слоистым упругим основанием

А. А. Калякин
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 119992 Москва;
kalyakin_alex@pisem.net
Ключевые слова: контактная задача, слоистое упругое основание, штамп
Страницы: 165-175

Аннотация >>
Рассмотрены плоская и осесимметричная контактные задачи для трехслойного упругого полупространства. Плоская задача сведена к сингулярному интегральному уравнению первого рода, приближенное решение которого получено с помощью модифицированного метода коллокации Мультоппа—Каландия. Осесимметричная задача сведена к интегральному уравнению Фредгольма второго рода, приближенное решение которого получено специально разработанным методом коллокации по узлам полинома Лежандра. Рассмотрена также осесимметричная контактная задача для трансверсально-изотропного слоя, полностью сцепленного с упругим изотропным полупространством. Приведены примеры вычисления характерных интегральных величин.


20.
Контактный голографический интерферометр для исследования деформаций оболочек вращения малой кривизны

С. И. Герасимов, В. А. Жилкин*
Сибирский государственный университет путей сообщения, 630049 Новосибирск
*Челябинский государственный агроинженерный университет, 454080 Челябинск; gerasimov@stu.ru, vaz@mail.ru
Ключевые слова: голографическая интерферометрия, оболочка вращения, измерение деформаций поверхности
Страницы: 176-182

Аннотация >>
Метод голографической интерферометрии применен для определения деформаций исследуемой криволинейной поверхности. Выведены уравнения расшифровки интерференционных полос для случая оболочки вращения.