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

2009 год, номер 3

1.
Aнализ возможностей стабилизации имплозии конденсированных лайнеров

А. М. Буйко, С. Ф. Гаранин, В. В. Змушко, В. М. Калашников, В. Н. Мохов, Н. В. Соколова, В. Б. Якубов
Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, 607190 Саров
E-mail: sfgar@vniief.ru
Ключевые слова: имплозия конденсированных лайнеров, неустойчивость Рэлея—Тейлора, двумерные магнитогидродинамические расчеты
Страницы: 3-14

Аннотация >>
Представлены различные варианты постановки экспериментов на установке “Атлас” для исследования физики лайнеров и определения оптимальных условий их устойчивого движения. Один из вариантов постановки сводится к тому, чтобы по сравнению с экспериментами серии LD (Liner Demonstration), в которых наблюдалось неустойчивое движение лайнеров, уменьшить начальный радиус лайнера, не меняя его массу, что согласно двумерным расчетам должно привести к более устойчивому движению лайнера при сохранении его скорости. Предлагается также провести эксперимент, в котором на наружной поверхности лайнера создаются периодические возмущения с определенной длиной волны при одновременном увеличении его толщины. Согласно расчетам в этом случае рост хаотических возмущений несколько стабилизируется при сохранении скорости лайнера.


2.
Об одной возможности получения высокотемпературной плотной плазмы

В. Я. Терновой, К. В. Хищенко*, А. А. Чарахчьян**
Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка
*Объединенный институт высоких температур РАН, 125412 Москва
**Вычислительный центр им. А. А. Дородницына РАН, 119333 Москва
E-mail: chara@ccas.ru
Ключевые слова: ударная волна, волна разрежения, энтропийный след, высокотемпературная плазма, твердый дейтерий, термоядерная реакция, коническая мишень.
Страницы: 15-24

Аннотация >>
Рассмотрена задача о взаимодействии с абсолютно жесткой стенкой или со стальным экраном волны разрежения, возникающей в твердом дейтерии при выходе на свободную поверхность ударной волны с давлением 30÷150 ГПа. Показано, что в энтропийном следе вблизи стенки или границы с экраном возникает высокотемпературная плазма, в которой возможна, по крайней мере для ударных волн с давлением более 70 ГПа, термоядерная реакция. Размер области плазмы и время ее установления пропорциональны расстоянию между свободной поверхностью и стенкой. Приведены оценки коэффициентов пропорциональности. Отмечено, что в данном случае, в отличие от других способов генерации высокотемпературной плазмы, время существования плазмы может не зависеть от скорости звука в ней. Показано, что с помощью конической твердотельной мишени c выходным отверстием давление в ударной волне в твердом дейтерии можно увеличить с 10 до 100 ГПа.


3.
Оптимизация ленточного диода с магнитной изоляцией для повышения плотности тока в сильноточном релятивистском электронном пучке

В. Т. Астрелин, А. В. Аржанников, А. В. Бурдаков, С. Л. Синицкий, В. Д. Степанов
Институт ядерной физики СО РАН, 630090 Новосибирск
Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
E-mail: V.T.Astrelin@inp.nsk.su
Ключевые слова: численное моделирование, электронно-оптическая система, сильноточный пучок, оптимизация диода, яркость пучка
Страницы: 25-35

Аннотация >>
Проведена оптимизация геометрии ленточного диода ускорителя У-2 с целью увеличения как плотности тока, так и полного тока релятивистского электронного пучка для последующей его инжекции в плазму многопробочной ловушки ГОЛ-3. Моделирование пучка в диоде проводилось с использованием пакета прикладных программ “POISSON-2”, который был модифицирован на основе результатов, полученных с использованием теории плоского диода в наклонном магнитном поле. В результате оптимизации определены геометрия диода и конфигурация магнитного поля, которые должны обеспечить в эксперименте повышение плотности тока в 1,5–2 раза при сохранении малой угловой расходимости скоростей электронов.


4.
Измерение зарядового состава ионов в экспериментах по взаимодействию потока лазерной плазмы с импульсной газовой струей

В. М. Антонов, Э. Л. Бояринцев, А. В. Мелехов, В. Г. Посух, А. Г. Пономаренко, И. Ф. Шайхисламов
Институт лазерной физики СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mail: ildars@ngs.ru
Ключевые слова: перезарядка, лазерная плазма, газовая струя, коэффициент вторичной эмиссии
Страницы: 36-43

Аннотация >>
С использованием методов зондовой диагностики и измерения коэффициента вторичной эмиссии определен ионный состав потока плазмы, полученного при интенсивном облучении твердой мишени. Установлено, что при пролете ионов через плотную газовую струю происходит перезарядка ионов С5+ в ионы С4+ и далее в С3+. Рассчитаны доля высокозарядных ионов в исходном потоке плазмы и их концентрация в области взаимодействия со струей. По интегральному изменению заряда оценена концентрация атомов в газовой струе. Получены результаты, необходимые для анализа условий экспериментов по эффективной перезарядной накачке и лазерной генерации в дальней ультрафиолетовой области спектра.


5.
Двухжидкостная магнитогидродинамическая модель течений плазмы в квазистационарном ускорителе с продольным магнитным полем

А. Н. Козлов
Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, 125047 Москва
E-mail: ankoz@keldysh.ru
Ключевые слова: поток плазмы, магнитогидродинамическая модель, эффект Холла, плазменный ускоритель, продольное магнитное поле
Страницы: 44-55

Аннотация >>
Представлены результаты численных исследований осесимметричных потоков в коаксиальном плазменном ускорителе при наличии продольного магнитного поля. Расчеты выполнены в рамках двумерной двухжидкостной магнитогидродинамической модели с учетом эффекта Холла и тензора проводимости среды. Проведенные численные эксперименты подтвердили основные закономерности плазмодинамических процессов, выявленные ранее на основе аналитической и одножидкостной моделей, а также позволили исследовать особенности течений плазмы в окрестности электродов.


6.
Взрывное метание жидкости из толстостенного цилиндрического контейнера

В. А. Быков, Е. Ф. Грязнов, В. Н. Охитин
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, 105005 Москва
Е-mail: Okhitin@sm.bmstu.ru
Ключевые слова: взрыв, жидкость, упругопластическая оболочка, разрушение, струя
Страницы: 56-63

Аннотация >>
В двумерной плоской постановке численно исследуется процесс метания взрывчатого вещества слоя идеальной жидкости, заключенной в цилиндрическую упругопластическую оболочку, продуктами мгновенной детонации заряда. Рассмотрены процессы разрушения оболочки и истечения жидкости через образовавшиеся щели. Проанализированы численные результаты и получены аналитические соотношения для распределений радиальной скорости и массы истекающей через щели жидкости по углу.


7.
О групповых свойствах и законах сохранения для квазилинейных дифференциальных уравнений второго порядка

Ю. А. Чиркунов
Новосибирский государственный университет экономики и управления, 630070 Новосибирск
E-mail: chr01@rambler.ru
Ключевые слова: слабонелинейные дифференциальные уравнения второго порядка, касательные преобразования, линейно-автономные операторы, законы сохранения первого порядка, инварианты Лапласа
Страницы: 64-70

Аннотация >>
Получены достаточное условие отсутствия касательных преобразований, допускаемых квазилинейными дифференциальными уравнениями второго порядка, достаточное условие линейной автономности операторов группы Ли преобразований, допускаемых слабонелинейными дифференциальными уравнениями второго порядка. Доказана теорема о структуре законов сохранения первого порядка для слабонелинейных дифференциальных уравнений второго порядка. Выполнена классификация линейных дифференциальных уравнений второго порядка с двумя независимыми переменными по законам сохранения первого порядка.


8.
О плоских газовых вихрях и закрученных струях газа

А. П. Чупахин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mail: chupakhin@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: инвариантное решение, плоские газовые вихри, закрученная струя газа, аналитическое описание течения
Страницы: 71-81

Аннотация >>
Изучается инвариантное решение ранга один уравнений движения политропного газа, описывающее плоские газовые вихри и закрученные струи газа. Выполнена классификация типов течения в зависимости от управляющего параметра: вихри в виде источников и стоков, неограниченный разлет и коллапс.


9.
Уравнения мелкой воды на вращающейся притягивающей сфере 2. Простые стационарные волны и звуковые характеристики

А. А. Черевко, А. П. Чупахин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mails: cherevko@mail.ru, chupakhin@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: мелкая вода, движения на сфере, стационарные решения, распространение звуковых возмущений, циркуляционные ячейки
Страницы: 82-96

Аннотация >>
Исследуется модель мелкой воды на вращающейся притягивающей сфере, описывающая крупномасштабные движения газа в атмосфере планет и жидкости в Мировом океане. Изучается распространение звуковых возмущений на состоянии равновесия. Система уравнений для бихарактеристик проинтегрирована в эллиптических функциях. Приведено описание простых стационарных волн. Доказано существование двух типов решений (сверх- и докритического), описывающих движение газа в сферическом поясе, так что одна из граничных параллелей является источником, а другая — стоком. Дана интерпретация полученных решений как крупномасштабных циркуляционных ячеек в атмосфере.


10.
Волны, возникающие при частичном разрушении плотины с образованием прорана в виде прорези до дна канала

А. В. Чеботников
Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин), 630008 Новосибирск
E-mail: abdula111ster@gmail.com
Ключевые слова: частичное разрушение плотины, проран, коэффициент расхода, волна прорыва, скорость распространения
Страницы: 97-103

Аннотация >>
Приведены экспериментальные данные о скорости распространения и высоте волны прорыва, возникающей в нижнем бьефе при частичном разрушении плотины. С использованием этих данных подтвержден метод расчета С. А. Христиановича.


11.
Структура течения при взаимодействии единичной микроструи с потоком сверхзвуковой струи

В. И. Запрягаев, Н. П. Киселев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mail: nkiselev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковая струя, микросопло, микроструя
Страницы: 104-111

Аннотация >>
Экспериментально исследована структура течения на начальном участке сверхзвуковой недорасширенной струи при наличии стационарного искусственного возмущения в виде единичной микроструи. Выявлено влияние газодинамических и геометрических параметров микроструи на структуру основного сверхзвукового течения, а также существенное влияние микроструй на изменение полного давления в слое смешения сверхзвуковых струй. Показано, что в результате взаимодействия микроструи и потока основной струи формируются возмущения двух типов, распространяющиеся в потоке основной струи: возмущение, вызываемое следом за микроструей, и более слабое возмущение в виде незначительного скачка уплотнения (типа волн Маха).


12.
Генерация и регистрация~возмущений в потоке газа 2. Эксперименты с массивами микротрубчатых нагревателей и сенсоров

А. Н. Шиплюк, В. М. Анискин, В. А. Селезнев*, В. Я. Принц*, А. А. Маслов, Р. C. Матвиенко
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
*Институт физики полупроводников СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mails: shiplyuk@itam.nsc.ru, aniskin@itam.nsc.ru, maslov@itam.nsc.ru, seleznev@isp.nsc.ru, prinz@isp.nsc.ru
Ключевые слова: пограничный слой, массивы микротрубок, управление течениями, методы введения и регистрации возмущений, микротехнологии
Страницы: 112-117

Аннотация >>
Проведены аэродинамические эксперименты с использованием массивов электропроводящих микротрубок, определены их электрические свойства. Выявлена чувствительность микротрубок, расположенных на поверхности модели, к возмущениям потока газа. Показано, что такие микротрубки могут быть использованы как для регистрации вводимых возмущений, так и в качестве генераторов возмущений.


13.
Численное моделирование турбулентного течения за нагретой решеткой

М. К. Баев, Г. Г. Черных
Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mails: maxaus@bk.ru, chernykh@ict.nsc.ru
Ключевые слова: уравнения Кармана—Ховарта и Корсина, турбулентность за решеткой, изотропная турбулентность, турбулентные флуктуации температуры, численное моделирование
Страницы: 118-126

Аннотация >>
Построена основанная на замкнутых уравнениях Кармана—Ховарта и Корсина численная модель динамики турбулентности и флуктуаций температуры за нагретой решеткой в аэродинамической трубе. Полученные с ее применением результаты расчетов удовлетворительно согласуются с известными экспериментальными данными.


14.
Моделирование растекания нефтяной пленки по поверхности моря

Х. М. Гамзаев
Азербайджанская государственная нефтяная академия, AZ 1010 Баку, Азербайджан
E-mail: xan.h@rambler.ru
Ключевые слова: нефтяная пленка, автомодельное решение, математическое моделирование растекания
Страницы: 127-130

Аннотация >>
Рассмотрен процесс растекания нефтяной пленки, образующейся при разливе нефти в море. Предложена математическая модель данного процесса и получены в явном виде формулы для определения размеров нефтяной пленки.


15.
Двумерная модель транспорта донных наносов для рек с песчаным дном

И. И. Потапов
Вычислительный центр ДВО РАН, 680000 Хабаровск
E-mail: potapovII@rambler.ru
Ключевые слова: деформации русла, придонный активный слой, наносы, увлекаемые потоком жидкости, уравнение донных деформаций
Страницы: 131-139

Аннотация >>
Исследуется проблема определения удельного расхода наносов, увлекаемых потоком жидкости, текущей над размываемым песчаным дном. Решена краевая задача для двухфазной смеси жидкости и твердых частиц в придонном активном слое и получена общая формула для определения удельного массового расхода наносов. Определены ограничения, налагаемые на реологическую модель движущейся смеси, при которых из модели можно исключить феноменологический параметр — концентрацию частиц в активном слое смеси. В рамках предложенной реологической модели получено уравнение деформаций русла для песчаного дна.


16.
Нестационарный радиационно-конвективный теплообмен при обтекании полупрозрачной пластины высокотемпературным газодисперсным потоком

Н. А. Рубцов, В. А. Синицын
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mail: aleks@itp.nsk.ru
Ключевые слова: излучение, турбулентность, пограничный слой, абляция, рассеяние
Страницы: 140-146

Аннотация >>
Проведено численное моделирование нестационарного радиационно-конвективного теплообмена при турбулентном обтекании полупрозрачной пластины смесью газов и твердых частиц. Показано, что при интенсивном радиационном нагреве пластины внешним источником, излучающим в ограниченном спектральном диапазоне, на ее поверхности происходит процесс абляции. Рассчитаны температурные поля и распределения тепловых потоков в пограничном слое и пластине. Приведены результаты расчета, позволяющие определить влияние абляции и отражательных свойств поверхности пластины на тепловое состояние среды в системе пограничный слой — пластина в условиях ее нагрева высокотемпературным источником излучения.


17.
Влияние вязкостных свойств льда на прогиб ледового покрова при движении по нему нагрузки

В. М. Козин, А. В. Погорелова*
Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет, 681013 Комсомольск-на-Амуре
*Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН, 681005 Комсомольск-на-Амуре
E-mail: sasha@imim.ru
Ключевые слова: несжимаемая жидкость, вязкоупругая пластина, стационарное движение нагрузки, ледовый покров
Страницы: 147-157

Аннотация >>
Рассматривается прямолинейное стационарное движение нагрузки по ледовому покрову, моделируемому вязкоупругой пластиной. Для описания вязкоупругих свойств льда используются линейные модели Максвелла, Кельвина—Фойгта и обобщенная модель Максвелла—Кельвина. Проводится сравнение полученных в расчетах значений вертикального перемещения и деформаций ледяной пластины с известными экспериментальными данными.


18.
Дифференциальные определяющие уравнения несжимаемых сред при конечных деформациях

А. Л. Свистков, Б. Лауке*
Институт механики сплошных сред УрО РАН, 614013 Пермь
*Институт исследования полимеров общества Лейбница, 01069 Дрезден
E-mails: svistkov@icmm.ru, laukeb@ipfdd.de
Ключевые слова: определяющие уравнения, конечные деформации, упругость, пластичность, вязкость, несжимаемая среда, механические свойства
Страницы: 158-170

Аннотация >>
Предложен метод построения системы определяющих уравнений несжимаемой среды с нелинейными диссипативными свойствами при конечных деформациях. Используется схема механического поведения материала, точки которой соединены горизонтально расположенными упругими, вязкими, пластическими и трансмиссионными элементами. Для описания свойств каждого элемента схемы применяются известные уравнения нелинейной теории упругости, теории нелинейных вязких жидкостей, теории пластического течения материала в условиях конечных деформаций среды. Для замыкания системы определяющих уравнений предложено использовать уравнения связи между тензором скоростей деформации материала и тензором скоростей деформации пластического элемента. Трансмиссионные элементы применяются для учета существенного отличия макроскопических деформаций материала от деформаций элементов среды на структурном уровне.


19.
Коэффициенты интенсивности скорости деформации при сжатии слоя пластического материала между цилиндрическими поверхностями

С. Е. Александров, Е. А. Лямина
Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН, 119526 Москва
E-mail: lyamina@inbox.ru
Ключевые слова: коэффициент интенсивности скорости деформации, сингулярность, трение, пластичность
Страницы: 171-180

Аннотация >>
Для идеального жесткопластического материала получено решение модельной задачи, позволяющее оценить влияние кривизны поверхности трения и одного из видов дополнительного вращательного движения поверхности трения на значение коэффициента интенсивности скорости деформации.


20.
О различных способах реконструкции полости в ортотропном слое

А. О. Ватульян, О. А. Беляк
Южный федеральный университет, 344090 Ростов-на-Дону
E-mail: olya_suvorova@mail.ru
Ключевые слова: колебания полуограниченных тел с полостями, асимптотика, граничные интегральные уравнения
Страницы: 181-189

Аннотация >>
Рассмотрены прямые и обратные задачи о колебаниях анизотропного слоя с цилиндрической полостью произвольного поперечного сечения под действием нагрузки, приложенной на поверхности слоя. Предложен асимптотический подход к решению рассматриваемых задач в случае полостей малого относительного размера. Представлены численные результаты решения прямых и обратных задач.


21.
Радиальное расширение сыпучей среды в сферическом и цилиндрическом слоях

В. М. Садовский
Институт вычислительного моделирования СО РАН, 660036 Красноярск
E-mail: sadov@icm.krasn.ru
Ключевые слова: сыпучая среда, упругость, дилатансия, логарифмический тензор деформации Генки, вариационное неравенство
Страницы: 190-196

Аннотация >>
В рамках теории малых деформаций идеально сыпучей среды с жесткими частицами строится точное решение, описывающее поля перемещений и напряжений в расширяющемся сферическом слое. При конечных деформациях задача сводится к нелинейной системе обыкновенных дифференциальных уравнений, решение которой получено с помощью численных методов. Аналогичные решения найдены в задаче для цилиндрического слоя. На основе этих решений анализируется влияние дилатансии сыпучей среды на напряженно-деформированное состояние вблизи расширяющихся полостей.


22.
Нелинейный характер формирования шейки в сплавах циркония

Т. М. Полетика, А. П. Пшеничников
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021 Томск
E-mail: poletm@ispms.tsc.ru
Ключевые слова: сплавы циркония, деформация, локализация, неустойчивость, разрушение
Страницы: 197-204

Аннотация >>
Методами лазерной спеклинтерферометрии и профилирования поверхности исследованы закономерности макролокализации пластической деформации при одноосном растяжении циркониевых сплавов с гексагональной плотноупакованной структурой. Установлено, что возникновение колебательной неустойчивости на параболической стадии пластического течения сплавов циркония обусловлено локальным неоднородным изменением формы деформируемого образца. Показано, что кинетика процесса определяется колебательным изменением деформаций сужения и удлинения в очаге макролокализации в режиме упрочнения-разупрочнения.


23.
Об изломе траекторий трещин при обобщенном напряженном состоянии

А. Г. Демешкин, В. М. Корнев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mail: kornev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: хрупкое и вязкое разрушения, ветвление и излом трещин, критический коэффициент интенсивности напряжений
Страницы: 205-213

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментальных исследований трехточечного несимметричного изгиба балок, изготовленных из материалов с существенно различающимися структурными, прочностными и деформационными характеристиками. Выявлено влияние разрушений разного типа на формирование отростков трещиноподобных дефектов в условиях обобщенного напряженного состояния. Для оргстекла и мелкозернистого бетона, имеющих квазихрупкий и хрупкий типы разрушения соответственно, получены предельные кривые прочности типа кривых Кулона—Мора. Для указанных материалов описаны зависимости углов излома траекторий трещин от напряженного состояния при трехточечном изгибе.


24.
Об одной задаче теории размерной электрохимической обработки металлов

Н. М. Миназетдинов
Камская государственная инженерно-экономическая академия, 423810 Набережные Челны
E-mail: matem@kampi.ru
Ключевые слова: электрохимическая обработка металлов, гидродинамическая аналогия, численно-аналитическое решение
Страницы: 214-220

Аннотация >>
Предложен способ определения формы границы анода-детали при заданной форме катода-инструмента в плоских задачах теории размерной электрохимической обработки металлов. В рамках принятых предположений граница анода-детали разделяется на рабочую зону, в которой происходит растворение металла, и примыкающую к ней область, в которой обработка (растворение) прекращается. Исходная задача сводится к задаче о фиктивном плоскопараллельном потенциальном течении идеальной жидкости с нелинейным условием на свободной поверхности. При этом точке, разделяющей две указанные области анодной границы, соответствует точка схода фиктивного потока с твердой границы. Для построения замкнутой системы уравнений, определяющих решение задачи, в точке схода задается условие гладкого отрыва Бриллюэна—Вилла.