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

2007 год, номер 2

1.
Сейсмическая эффективность контактного взрыва и высокоскоростного удара

Н. И. Шишкин
Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики, 456770 Снежинск;
sva@sva.ch70.chel.su
Страницы: 3-12

Аннотация >>
Приведена оценка сейсмической энергии, передаваемой в упругое полупространство при контактном взрыве и при ударе метеорита о планету. Получены значения сейсмической эффективности взрыва и удара — отношения энергии генерируемых сейсмических волн к энергии взрыва либо к кинетической энергии метеорита. В случае контактного взрыва это отношение находится в~диапазоне 10-4&0247;10-3. В случае крупномасштабного ударного воздействия, при котором кратер в коре планеты образуется в гравитационном режиме, получена формула, связывающая сейсмическую эффективность удара с определяющими его параметрами.


2.
Новая форма уравнений движения вязкой жидкости в переменных Лагранжа

А. А. Абрашкин, Е. И. Якубович
Институт прикладной физики РАН, 603000 Нижний Новгород;
abrash@hydro.appl.sci-nnov.ru
Страницы: 13-18

Аннотация >>
Выведено уравнение, описывающее движение несжимаемой вязкой жидкости в переменных Лагранжа. В качестве неизвестных функций выбраны циркуляции скорости по контурам, охватывающим бесконечно малые площадки в каждой из плоскостей лагранжевых переменных (инварианты Коши). Проанализированы примеры известных точных решений, полученных с использованием данного метода описания течений жидкости.


3.
Исследование аэродинамических характеристик тел вращения с проницаемым наконечником при обтекании гиперзвуковым потоком

Н. И. Сидняев
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, 105005 Москва;
Sidn_ni@mail.ru
Страницы: 19-26

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментальных исследований аэродинамических характеристик моделей высокоскоростных летательных аппаратов, изготовленных в виде комбинации затупленный конус — цилиндр — конический хвостовой стабилизатор. Головная часть модели охлаждается с помощью пористого вдува. Выбор такой конфигурации определяется необходимостью оптимизации компоновки высокоскоростных летательных аппаратов на носителе и их аэродинамических характеристик в условиях интенсивного поверхностного массообмена (снижение сопротивления и теплопередачи, а также повышение статической и динамической устойчивости).


4.
Задача Рэлея—Бенара для аномальной жидкости

А. Н. Ермоленко
Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск;
801ean@gorodok.net
Страницы: 27-38

Аннотация >>
Рассматривается задача об устойчивости состояния покоя бесконечного подогреваемого горизонтального слоя вязкой теплопроводной жидкости (задача Рэлея—Бенара). Уравнение состояния жидкости описывается формулой, в которой учтена немонотонная зависимость плотности воды от температуры и давления. Неустойчивость механического равновесия исследуется по отношению к малым монотонным возмущениям. В рамках линейной теории численно исследуется влияние параметров задачи на критические значения числа Рэлея и соответствующие им критические движения. При численном исследовании спектральной задачи использовался метод ортогонализации Годунова—Абрамова. Результаты расчетов сравниваются с известными результатами для предельного случая, когда плотность считается квадратичной функцией температуры и не зависит от давления.


5.
Численное моделирование стабилизации пограничного слоя на поверхности с пористым покрытием при сверхзвуковом отрывном течении

И. В. Егоров, А. В. Новиков*, А. В. Федоров*
Центральный аэрогидродинамический институт им. Н. Е. Жуковского,
140180 Жуковский Московской области.
Страницы: 39-47

Аннотация >>
На основе численного решения двумерных уравнений Навь—Стокса исследована устойчивость сверхзвукового (M = 5,373) пограничного слоя при наличии локального отрыва в угле сжатия с пассивным пористым покрытием, частично поглощающим возмущения потока. Показано, что за точкой присоединения пограничного слоя наиболее существенна вторая мода возмущений сверхзвукового пограничного слоя. Подтверждена возможность эффективной стабилизации этих возмущений за точкой присоединения с помощью пористых покрытий.


6.
К постановке нелинейной начально-краевой задачи нестационарного отрывного обтекания профиля

Д. Н. Горелов
Омский филиал Института математики СО РАН, 644099 Омск;
gorelov@iitam.omsk.net.ru
Страницы: 48-56

Аннотация >>
Рассматривается общая постановка нелинейной начально-краевой задачи нестационарного отрывного обтекания профиля потоком идеальной несжимаемой жидкости. Задача формулируется для комплексной скорости. Проведен детальный анализ условий схода вихревых следов с профиля. Предложенная система функциональных соотношений позволяет строить алгоритмы решения широкого класса задач теории крыла.


7.
Обтекание вершины клина идеальной несжимаемой жидкостью

С. К. Бетяев
Центральный аэрогидродинамический институт им. Н. Е. Жуковского, 140181 Жуковский;
betyaevs@gmail.com
Страницы: 57-65

Аннотация >>
Рассмотрен плоский аналог конических течений — обтекание вершины клина невязкой несжимаемой жидкостью. Обнаружен класс плоских конических течений, когда завихренность переносится по линиям тока потенциальной составляющей скорости. Исследованы задачи о волне, “запертой” в угловой области, и о течении, ускоряющемся вдоль ребра двугранного угла. По аналогии с осесимметричным квазиконическим течением определено плоское квазиконическое течение жидкости — течение внутри и вне области, ограниченной касающимися кривыми, которые описываются степенным законом. Обнаружены условия, когда влияние завихренности и закрутки существенно. Найдено приближенное решение задачи о течении жидкости внутри “нулевого” угла.


8.
Исследование устойчивости равновесного состояния в модели конвекции с нелинейной зависимостью плотности от температуры и давления

В. Б. Бекежановa
Институт вычислительного моделирования СО РАН, 660036 Красноярск;
bekezhanova@mail.ru
Страницы: 66-74

Аннотация >>
Рассмотрена задача о конвекции вязкой теплопроводной жидкости. Предполагается, что плотность жидкости квадратично зависит от температуры и давления. Неустойчивость равновесного состояния горизонтального слоя со свободной границей по отношению к малым возмущениям изучается методом линеаризации. Обнаружено, что состояние механического равновесия является неустойчивым. Построены нейтральные кривые и найдены критические числа Рэлея. Проведено сравнение с известными результатами решения аналогичной задачи для предельного случая, когда плотность является квадратичной функцией температуры и не зависит от давления.


9.
О росте новой фазы в веществе, находящемся в метастабильном состоянии

С. И. Лежнин, А. А. Чернов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск;
lezhnin@itp.nsc.ru, chernov@itp.nsc.ru
Страницы: 75-80

Аннотация >>
Предложена альтернативная колмогоровской модель кинетики фазовых превращений в веществе, находящемся в метастабильном состоянии, где велика вероятность появления большого количества зародышей в результате действия гомогенных механизмов. Показано, что использование данной модели в различных случаях позволяет получить аналитические решения как для описания процессов кристаллизации, когда плотности жидкой и твердых фаз близки, так и, например, для описания кинетики зарождения и роста пузырьков при поверхностном кипении. Решения, полученные с использованием модели Колмогорова и настоящей модели, совпадают на начальной стадии процесса, когда объемная доля новой фазы мала.


10.
Особенности взрывного вскипания жидкостей на пленочном микронагревателе

Ю. Д. Варламов, Ю. П. Мещеряков*, М. Р. Предтеченский, С. И. Лежнин, С. Н. Ульянкин
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск.
*Конструкторско-технологический филиал Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск; varlamov@itp.nsc.ru
Страницы: 81-89

Аннотация >>
Экспериментально исследовано взрывное кипение жидкостей на пленочных нагревателях под действием импульсных тепловых потоков q=108&0247;109 Вт/м2. Использовалась методика стробоскопической визуализации стадий кипения с временным разрешением 100 нс. Показано многообразие сценариев развития процесса взрывного кипения и найдены условия теплового воздействия (величины теплового потока, длительности и частоты повторения тепловых импульсов), при которых реализуются однократное и многократное вскипание, прерывистое кипение и кипение с образованием сложных пузырьковых структур. Отмечено, что при q>108 Вт/м2 гомогенное зародышеобразование является доминирующим механизмом вскипания тестируемых жидкостей.


11.
Вынужденные колебания слоя вязкоупругого материала под действием конвективной волны давления

В. М. Кулик
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск;
kulik@itp.nsc.ru
Страницы: 90-97

Аннотация >>
Определены продольная и поперечная компоненты деформации поверхности плоского слоя вязкоупругого материала, приклеенного к твердому основанию, под действием бегущей волны давления. Податливость покрытия описывается двумя компонентами, соответствующими двум компонентам смещения поверхности. Безразмерные компоненты податливости зависят только от вязкоупругих свойств материала, отношения длины волны к толщине слоя λ/H и отношения скорости волны к скорости распространения сдвиговых колебаний V/Ct0. Представлены данные о динамической податливости в диапазонах 0,3<λ/H<30 и 0,1 < V/Ct0 < 10. Показано, что податливость определяется ее абсолютной величиной и фазовым отставанием деформации от давления. Проанализировано влияние вязких потерь в материале и его сжимаемости на динамическую податливость. Дано объяснение обнаруженному аномальному поведению податливости, когда скорость волны превышает некоторое предельное знаение.


12.
Ориентационная механика жидких кристаллов. Переход в локальную систему координат

С. И. Трашкеев
Институт лазерной физики СО РАН, 630090 Новосибирск;
sitrskv@mail.ru
Страницы: 98-111

Аннотация >>
Рассмотрены уравнения ориентационной механики жидких кристаллов, записанные в локальной вращательной системе координат, связанной с ориентацией директора. Получено условие, при котором решения, следующие из приближенной (одноконстантной) модели, качественно аналогичны решениям при исходной постановке задачи. Предложены уравнения, являющиеся более точным приближением к общей модели. Использование матриц при записи энергетических соотношений позволяет достаточно легко осуществлять переход в другие системы координат и исследовать более сложные модели для описания ориентационного состояния жидких кристаллов. Переход в локальную систему координат дает возможность проводить расчеты для трехмерных динамических жидкокристаллических структур на персональных компьютерах средней мощности.


13.
Волны напряжения в стержне при действии подвижной нагрузки

Р. Г. Якупов
Институт механики Уфимского научного центра РАН, 450054 Уфа;
imran@anrb.ru
Страницы: 112-122

Аннотация >>
Рассмотрены волновые процессы в полубесконечном стержне, находящемся в упругой среде, при воздействии сосредоточенной нагрузки, движущейся с постоянной скоростью. С использованием преобразования Лапласа по времени решена система двух дифференциальных уравнений движения теории балок Тимошенко. Полученные интегралы определены численно. Показано изменение изгибающего момента по продольной координате за фронтом упругих волн и областью действия сосредоточенной силы в различные моменты времени. Результаты решения представляют собой функции влияния.


14.
Вязкопластическая динамика изотропных пластин переменной толщины при действии нагрузок взрывного типа

Ю. В. Немировский, А. П. Янковский
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН,
630090 Новосибирск; nemirov@itam.nsc.ru
Страницы: 123-134

Аннотация >>
Сформулирована задача вязкопластического динамического изгиба изотропных пластин переменной толщины. Разработан метод интегрирования поставленной начально-краевой задачи. Проведено сравнение численных результатов с известным аналитическим решением, полученным в рамках жесткопластической модели; показано, что они хорошо согласуются. Эффективность разработанного метода подтверждена численными расчетами. Показано, что за счет рационального профилирования пластин максимальную величину их остаточных прогибов можно уменьшить в несколько раз.


15.
Численное моделирование вращения твердого тела с заполненной жидкостью полостью, имеющей радиальные ребра

И. Б. Богоряд, Н. П. Лаврова
Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики
Томского государственного университета, 634050 Томск; adm@niipmm.tsn.tomsk.ru
Страницы: 135-139

Аннотация >>
Конечно-разностным методом решена краевая задача о нестационарном вихревом течении вязкой несжимаемой жидкости во вращающемся с переменной угловой скоростью цилиндрическом сосуде с радиальными ребрами. Результаты решения используются для расчета движения системы твердое тело — полость с жидкостью. Проведено сравнение полученных результатов с известными экспериментальными данными.


16.
Нелинейная стохастическая задача ползучести неоднородной плоскости с учетом поврежденности материала

Н. Н. Попов, В. П. Радченко
Самарский государственный технический университет, 443100 Самара;
popov@pm.samgtu.ru, radch@samgtu.ru
Страницы: 140-146

Аннотация >>
Разработан аналитический метод решения двумерной нелинейной задачи ползучести на примере двухосного растяжения плоскости из стохастически неоднородного материала с учетом накопления поврежденности и третьей стадии ползучести. Определяющее соотношение ползучести принимается в соответствии с энергетическим вариантом нелинейной теории вязкого течения. Стохастичность материала определяется двумя случайными функциями координат. Получены формулы для вычисления дисперсий напряжений.


17.
Движение системы сейсмоисточников под действием импульса на льду водоема

Л. А. Ткачева
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск;
tkacheva@hydro.nsc.ru
Страницы: 147-155

Аннотация >>
Для оценки прочности льда исследовано вертикальное движение на льду системы из двух одинаковых сейсмоисточников и тягача на рессорах под воздействием ударного импульса сейсмоисточников. Показано, что взаимодействие масс сейсмоисточников и тягача во время действия импульса мало, а влиянием сжимаемости жидкости можно пренебречь. Расчеты показали, что для сейсмоисточников динамическая нагрузка значительно превышает статическую, а для тягача статическая нагрузка является максимальной.


18.
Численное исследованиe нелинейных колебаний вязкоупругих пластин и цилиндрических панелей в потоке газа

Б. А. Худаяров, Н. Г. Бандурин*
Ташкентский институт ирригации и мелиорации, 100135 Ташкент, Узбекистан
* Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет, 400001 Волгоград
bandin_n@bayard.ru
Страницы: 156-162

Аннотация >>
Рассматриваются нелинейные колебания вязкоупругих элементов авиационных конструкций. Разработаны методика и алгоритм численного решения интегродифференциальных уравнений. Определена критическая скорость потока при обтекании вязкоупругих пластин.


19.
Анализ осесимметричных фазовых деформаций в пластинах и оболочках

Л. И. Шкутин
Институт вычислительного моделирования СО РАН, 660036 Красноярск;
shkutin@icm.krasn.ru
Страницы: 163-171

Аннотация >>
Задача об осесимметричной деформации оболочки в интервале прямого фазового превращения сформулирована приближенно как нелинейная краевая задача термоупругости с неявной зависимостью от температуры (через фазовый параметр, имитирующий объемную долю кристаллов новой фазы). Приведены результаты численного анализа задач о выпучивании круговой пластины и пологого сферического купола из NiTi-сплава (никелид титана) под действием нормального давления в интервале прямого фазового превращения. В зависимости от параметра нагрузки и фазового параметра построены ветви выпученных форм равновесия. С ростом фазового параметра наблюдается стремительный рост прогибов при фиксированном параметре нагрузки. Показана эволюция форм выпучивания и распределения фазовых деформаций по меридиональной координате.


20.
Получение наноматериалов путем испарения керамических мишеней излучением непрерывного CO2-лазера умеренной мощности

В. Н. Снытников, Вл. Н. Снытников, Д. А. Дубов, В. И. Зайковский, А. С. Иванова, В. О. Стояновский, В. Н. Пармон
Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, 630090 Новосибирск:
snyt@catalysis.nsk.su
Страницы: 172-184

Аннотация >>
На основе математической модели взаимодействия лазерного излучения с веществом оценена эффективность использования энергии СО2-лазера при испарении керамики из Al2O3. Показано, что расчетная эффективность использования энергии излучения составляет не более 15% при плотности мощности излучения на мишени 105 Вт/см2. На созданной экспериментальной установке для синтеза нанопорошков достигнута скорость испарения Al2O3 1 г/ч, что соответствует эффективности использования энергии излучения 3%. Изучена зависимость характерного размера частиц нанопорошка оксида циркония от давления гелия в диапазоне значений 0,01÷1,00 атм. Приведены результаты экспериментов по испарению многокомпонентных материалов (LaNiO3 и метеорит “Царев”).