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

Rambler's Top100

Rambler's Top100

Поиск по журналу

Прикладная механика и техническая физика

2008 год, номер 5

1.
Оптимальное управление торможением МГД-течения

А. Ю. Чеботарев
Институт прикладной математики ДВО РАН, 690041 Владивосток;
cheb@iam.dvo.ru
Ключевые слова: уравнения магнитной гидродинамики, импульсное управление, условия оптимальности
Страницы: 3-10

Аннотация >>
Рассмотрена задача импульсного управления для трехмерной модели магнитной гидродинамики. Показано, что сингулярности решения уравнений магнитной гидродинамики с течением времени не развиваются из-за подавления их магнитным полем. Доказано существование оптимального управления, построена система оптимальности, решение которой регулярно в целом по времени.


2.
Моделирование компактирования смеси нанопорошков медь—молибден методом молекулярной динамики

С. П. Киселев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск;
kiselev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: наночастицы, поры, медь, молибден, молекулярная динамика, давление, температура
Страницы: 11-23

Аннотация >>
Методом молекулярной динамики решена задача о компактировании смеси нанопорошков меди и молибдена под действием внешней нагрузки, создаваемой сферическим поршнем. Расчет межатомного взаимодействия проведен с помощью многочастичного потенциала, полученного методом погруженного атома. Показано, что при компактировании в меди происходит значительная деформация, приводящая к потере кристаллической структуры, наночастицы меди расплавляются и заполняют все поровое пространство. Наночастицы молибдена деформируются значительно слабее, не разрушаются и сохраняют кристаллическую структуру. При больших нагрузках на стадии растяжения компакта в меди возникают поры, которые быстро растут и сливаются в одну большую пору, расположенную в центре наноячейки.


3.
Особенности взаимодействия кумулятивной струи с преградой

Е. В. Проскуряков, М. В. Сорокин, В. М. Фомин*
Новосибирское высшее военное командное училище (Военный институт),
630117 Новосибирск
*Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича,
630090 Новосибирск;saper67@mail.ru
Ключевые слова: кумулятивная струя, кумулятивный заряд, распыление кумулятивной струи, вольфрамовый стержень
Страницы: 24-26

Аннотация >>
Рассмотрено соосное взаимодействие медной кумулятивной струи с тонким вольфрамовым стержнем. Представлены теоретическая модель распыления кумулятивной струи на стержне и результаты проведенных экспериментов.


4.
Плоский вихрь Овсянникова: уравнения подмодели

С. В. Головин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
sergey@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: идеальная магнитная гидродинамика, частично инвариантные решения, переопределенные системы дифференциальных уравнений, сингулярности в движении сплошной среды
Страницы: 27-40

Аннотация >>
Построена подмодель уравнений идеальной магнитной гидродинамики, обобщающая классическое движение идеальной сплошной среды с плоскими волнами. Показано, что в отличие от классического движения в этой подмодели векторы скорости и магнитного поля могут менять направление в плоскости, ортогональной выделенному пространственному направлению. Подмодель описывается системой уравнений с двумя независимыми переменными и конечным соотношением, задающим ориентацию векторных полей в пространстве. Решения подмодели задают существенно пространственные процессы и сингулярности в движениях сплошной среды, исследование которых в рамках классической одномерной постановки невозможно.


5.
Симметрии и точные решения уравнений мелкой воды на пространственном сдвиговом потоке

А. А. Чесноков
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
chesnokov@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: симметрии, точные решения, пространственные сдвиговые потоки, длинные волны
Страницы: 41-54

Аннотация >>
Рассматриваются нелинейные уравнения, описывающие распространение длинных волн на пространственном сдвиговом потоке тяжелой идеальной несжимаемой жидкости со свободной границей. Методами симметрийного анализа найдена 9-мерная группа преобразований, допускаемая уравнениями движения. С использованием двумерных подгрупп выписаны более простые интегродифференциальные подмодели, определяющие классы точных решений, некоторые из них проинтегрированы. Получены новые стационарные и нестационарные вращательно-симметричные решения с нетривиальным распределением скорости по глубине.


6.
Численное моделирование осесимметричных турбулентных струй

А. Г. Деменков*, Б. Б. Илюшин{*,***}, Г. Г. Черных{**, ***}
*Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск, demenkov@itp.nsc.ru, ilyushin@itp.nsc.ru
**Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск, chernykh@ict.nsc.ru
***Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: осесимметричная турбулентная струя, дифференциальные уравнения переноса рейнольдсовых напряжений, метод конечных разностей, численное моделирование
Страницы: 55-60

Аннотация >>
С использованием полуэмпирической модели турбулентности второго порядка, включающей дифференциальные уравнения переноса нормальных рейнольдсовых напряжений, выполнено численное моделирование течения в осесимметричных турбулентных струях. Показано, что результаты расчетов удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными.


7.
Экспериментальная проверка методов расчета волн после частичного разрушения плотины

В. И. Букреев, В. В. Дегтярев*, А. В. Чеботников*
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
*Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет,
630008 Новосибирск; bukreev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: частичное разрушение плотины, волна прорыва, эксперимент, методы расчета
Страницы: 61-69

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментального исследования волн после частичного разрушения двух модельных плотин. Дано обобщение предложенных ранее методов расчета и проведено их сравнение с полученными экспериментальными данными. Показано, что на скорость распространения волн в нижнем бьефе существенно влияют потери энергии при истечении через проран.


8.
Внутренние гравитационные волны при критических режимах генерации и в окрестности траекторий движения источников возмущений

В. В. Булатов, Ю. В. Владимиров
Институт проблем механики РАН, 119526 Москва; bulatov@index-xx.ru
Ключевые слова: внутренние гравитационные волны, стратифицированная среда, асимптотика отдельной моды, групповая скорость
Страницы: 70-79

Аннотация >>
Рассмотрено поле внутренних гравитационных волн в слое произвольно стратифицированной жидкости при критических режимах генерации и в окрестности траекторий движения источников возмущений. Исследованы точные решения, описывающие структуру отдельной моды волнового поля в окрестности источника возмущений при критических режимах генерации, и получены выражения для полного поля, представляющего собой сумму всех волновых мод. В окрестности траекторий движения источников возмущений построены асимптотические представления собственных функций и собственных значений основной вертикальной спектральной задачи внутренних волн в приближении больших волновых чисел и получены асимптотические выражения для отдельной моды волнового поля, описывающие пространственную структуру и особенности полей внутренних гравитационных волн.


9.
Деформация границ осесимметричной каверны газовыми струями

А. Н. Варюхин
Филиал Центрального аэрогидродинамического института им. Н. Е. Жуковского
"Московский комплекс ЦАГИ", 105005 Москва; bosporecz@gmail.com
Ключевые слова: суперкавитация, геометрия тонких каверн, газовые струи, натекание газовых струй на препятствия
Страницы: 80-86

Аннотация >>
Предложен метод расчета малых деформаций границ осесимметричной каверны при натекании на них газовых струй. При этом на конфигурацию и характеристики системы сопел, из которых истекают струи, ограничения не налагаются. Проведено сравнение результатов численных расчетов с результатами, полученными с использованием известных полуэмпирических методов, и экспериментальными данными.


10.
Автомодельные решения задачи о вытеснении одного газа другим в осесимметричном случае при квадратичном законе сопротивления

Ю. Н. Гордеев, А. Е. Сандаков, Ю. Л. Чижов*
Московский инженерно-физический институт (государственный университет), 115409 Москва, sandakovanton@mail.ru
*Институт проблем механики РАН, 119526 Москва
Ключевые слова: автомодельность, вытеснение, газ, сопротивление, трещина, пористая среда
Страницы: 87-92

Аннотация >>
Исследуется задача о поршневом вытеснении одного газа другим в трещинах (пористых средах) в осесимметричном случае при квадратичном законе сопротивления. В квадратурах построены автомодельные решения для определения динамических характеристик (скорости и давления) вытесняющего и вытесняемого газов. Для ряда начальных условий и параметров построены зависимости автомодельной скорости и давления от автомодельной переменной.


11.
Задача о заполнении сферической полости в среде Кельвин—Фойгта

С. В. Осипов
Тюменский нефтяной научный центр, 625000 Тюмень
svosipov@tnk-bp.com
Ключевые слова: среда Кельвина—Фойгта, вязкоупругая среда, заполнение полости, конечные деформации
Страницы: 93-101

Аннотация >>
Проводится математическое моделирование и решение задачи схлопывания сферической полости в вязкоупругой среде под действием постоянного давления на бесконечности. Построено дифференциальное уравнение движения границы полости и получено его численное решение. Установлено существование трех режимов движения границы и построена карта этих режимов на плоскости определяющих параметров. Получена асимптотика решения задачи во всех найденных режимах. Сформулирована и решена задача схлопывания полости с учетом капиллярных сил.


12.
Течение дисперсной примеси в сопле Лаваля и рабочей секции двухфазной гиперзвуковой ударной трубы

А. А. Веревкин, Ю. М. Циркунов
Балтийский государственный технический университет "Военмех",
190005 Санкт-Петербург; tsrknv@bstu.spb.su
Ключевые слова: ударная труба, сопло Лаваля, дисперсная примесь, двухфазное течение, обтекание тела, численное моделирование
Страницы: 102-113

Аннотация >>
Численно исследовано нестационарное течение газа и дисперсной примеси в гиперзвуковой ударной трубе с момента раскрытия диафрагмы между камерами высокого и низкого давления до установления квазистационарного течения в рабочей секции. Концентрация примеси очень мала, поэтому столкновения между частицами и их влияние на течение несущего газа не учитывались. Размер частиц варьировался. Получены зависимости концентрации примеси в рабочей секции от времени. Представлены картины квазистационарного течения дисперсной фазы в горле сопла Лаваля и вблизи обтекаемой модели (сферы). Получены профили концентрации примеси и величина скоростного запаздывания частиц на входе в рабочую секцию. Показано, что структура течения примеси и время выхода его на квазистационарный режим существенно зависят от размера частиц.


13.
Приток нефти к горизонтальной скважине при наличии подошвенной воды

Ю. И. Капранов, В. Н. Эмих
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
emikh@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: горизонтальная скважина, годограф скорости фильтрации, параметры отображения, граница раздела, критический режим течения
Страницы: 114-126

Аннотация >>
Получены точные решения ряда двумерных задач установившегося притока жидкости к горизонтальной скважине при наличии в напорном пласте покоящейся подошвенной жидкости большей плотности или расположенной под кровлей пласта жидкости меньшей плотности.


14.
Инвариантная запись уравнений теории упругости

С. В. Селиванова
Институт математики им. С. Л. Соболева СО РАН, 630090 Новосибирск
s_seliv@yahoo.com
Ключевые слова: теория упругости, уравнение состояния, кристаллы, представления группы вращений, матрицы Клебша—Гордана, инварианты
Страницы: 127-142

Аннотация >>
Предлагается инвариантная относительно вращений формализация уравнений линейной и нелинейной теории упругости. Выписывается уравнение состояния (в виде выпуклого производящего потенциала) для различных кристаллографических систем. При этом используется алгебраический подход, не требующий геометрических построений, связанных с анализом симметрии в кристаллах.


15.
Усиление управляемости композиционного диэлектрика

А. Г. Колпаков
Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики,
630102 Новосибирск; algk@ngs.ru
Ключевые слова: композит ферроэлектрик—диэлектрик, коэффициент управляемости, коэффициент усиления управляемости, диэлектрические потери
Страницы: 143-152

Аннотация >>
Исследуется возможность увеличения коэффициента управляемости нелинейного диэлектрика. Найдены проекты структур композита, значительно (в 5–20 раз) увеличивающие коэффициент управляемости композита по сравнению с коэффициентами управляемости его компонентов.


16.
Дифференцирование функционалов энергии в задаче о криволинейной трещине в пластине с возможным контактом берегов

Е. М. Рудой
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
rem@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: упругость, трещина, критерий Гриффитса, вариационное неравенство, производная функционала энергии, негладкая область
Страницы: 153-168

Аннотация >>
Рассматривается задача о равновесии пластины с трещиной в рамках модели Кирхгофа—Лява. На берегах трещины заданы условия непроникания, которые имеют вид неравенств (типа условий Синьорини). Для случая достаточно гладкого возмущения области общего вида исследуется поведение функционала энергии. Выведены достаточные условия существования производной функционала энергии по параметру возмущения области.


17.
Решение контактных задач на основе уточненной теории пластин и оболочек

Ю. М. Волчков,{*,**}, Д. В.Важева**
*Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, volk@hydro.nsc.ru
**Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: слоистые оболочки, полиномы Лежандра, контактные задачи, напряженно-деформированное состояние
Страницы: 169-176

Аннотация >>
Приведены решения контактных смешанных краевых задач для пластины и цилиндрической оболочки с использованием уравнений для оболочек, построенных на основе разложений решений уравнений теории упругости по полиномам Лежандра. Представлены результаты численного моделирования напряженного состояния в окрестности точек, в которых условия на лицевых поверхностях оболочки меняются. Проведено сравнение полученных результатов с аналитическими решениями задач теории упругости и решениями, полученными на основе классических уравнений теории оболочек.


18.
Нестационарная задача о распространении трещины в балочном приближении

Л. А. Ткачева
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
tkacheva@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: упругая балка, балка Эйлера, балка Тимошенко, энергетический критерий роста трещины, плотность поверхностной энергии, метод нормальных мод, метод Рунге—Кутты
Страницы: 177-189

Аннотация >>
Рассматривается задача о нестационарном распространении трещины в балочном приближении. Используются две модели теории балок: Эйлера и Тимошенко. Распространение трещины описывается с помощью уравнения баланса энергии.


19.
Рост трещины при знакопеременном цикле нагружения

В. М. Тихомиров
Сибирский государственный университет путей сообщения,
630049 Новосибирск; twm@stu.ru
Ключевые слова: знакопеременный цикл нагружения, усталостная трещина, начальное раскрытие трещины, коэффициент интенсивности напряжений
Страницы: 190-198

Аннотация >>
Исследуется развитие трещины при знакопеременном цикле нагружения. Выведены зависимость скорости роста усталостного дефекта от параметров циклической нагрузки и выражения для определения коэффициента интенсивности напряжения при сжатии тела с трещиной, учитывающие возможный контакт ее берегов. Предложена модель деформирования малой области вблизи вершины трещины, позволяющая сформулировать условия остаточного раскрытия растущей усталостной трещины. Проведено сравнение экспериментальных данных, полученных при испытании образцов из стали, с результатами расчета по разработанной методике.


20.
Влияние плотности двойникующих дислокаций на конфигурацию полей напряжений вблизи клиновидного двойника с различной формой границ

О. М. Остриков
Гомельский государственный технический университет им. П. О. Сухого,
246746 Гомель, Беларусь; ostrikov@gstu.gomel.by
Ключевые слова: клиновидный двойник, макроскопическая дислокационная модель, плотность двойниковых дислокаций
Страницы: 199-204

Аннотация >>
На основе макроскопической дислокационной модели изучено влияние изменения плотности двойникующих дислокаций на одной из границ клиновидного двойника на конфигурацию создаваемых им полей напряжений. Показаны особенности нарушения симметрии распределения полей напряжений вблизи клиновидного двойника с различной формой границ при различии плотностей двойникующих дислокаций на границах двойников.


21.
Определение напряженного состояния растянутого стержня по его измеренным магнитным характеристикам

Э. С. Горкунов, И. Г. Емельянов, С. Ю. Митропольская
Институт машиноведения УрО РАН, 620219 Екатеринбург
emelyanov@imach.uran.ru, mitr@imach.uran.ru
Ключевые слова: образец-свидетель, коэрцитивная сила, напряженное состояние
Страницы: 205-211

Аннотация >>
Экспериментально получены диаграммы напряжение—деформация для образцов из углеродистой стали при одноосном растяжении и соответствующие им зависимости коэрцитивной силы от деформации при нагружении и после разгрузки. На основе этих диаграмм разработана методика определения напряжений, действующих в элементах конструкции, по значению коэрцитивной силы в нагруженном состоянии, а также предложен способ оценки максимальных ранее действовавших напряжений по значениям коэрцитивной силы, измеренной в разгруженном состоянии.


22.
Подавление колебаний поршневых аэродинамических труб

В. И. Пинаков
Конструкторско-технологический филиал Института гидродинамики
им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск; pinakov@kti-git.nsc.ru
Ключевые слова: адиабатическое сжатие газа, колебания ствола, энергия упругих деформаций
Страницы: 212-220

Аннотация >>
Обоснован выбор метода компенсации сил, действующих на ствол в процессе сжатия и удержания рабочего газа в форкамере гиперзвуковой аэродинамической трубы со свободным заклинивающимся поршнем. Предложен метод компенсации воздействия неблагоприятных факторов за счет оптимизации массы введенного в схему вспомогательного поршня. Эффективность метода подтверждена экспериментально. В результате при сжатии газа до 200 МПа перемещение центра массы ствола уменьшено с 50 до 0,25 мм и не превышает амплитуды его упругого осевого растяжения, соответствующего максимальному давлению газа.