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

2010 год, номер 3

1.
Измерение спектральных характеристик зоны турбулентного перемешивания

Ю. А. Кучеренко, А. В. Павленко, О. Е. Шестаченко, С. И. Балабин, А. П. Пылаев, А. А. Тяктев
Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. Е. И. Забабахина
avpavlenko@vniitf.ru
Ключевые слова: турбулентное перемешивание газов с различной плотностью, ударная труба, неустойчивости Рихтмайера–Мешкова и Рэлея–Тейлора, методика «лазерный лист», гетерогенность, спектр концентрации
Страницы: 3-13

Аннотация >>
На многофункциональной ударной трубе проведены эксперименты с двумя парами газов различной плотности с начальными значениями числа Атвуда А = 0,21; 0,83. С помощью методики «лазерный лист» получены статистические и спектральные характеристики зоны перемешивания, возникающей вследствие неустойчивостей Рихтмайера - Мешкова и Рэлея - Тейлора, а также определен диапазон длин основных волн в ее структуре.


2.
Развитие неустойчивости Рихтмайера–Мешкова при взаимодействии диффузионного слоя смешения двух газов с проходящими и отраженными ударными волнами

Г. А. Руев1, А. В. Федоров2, В. М. Фомин2
1 Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин)
ruev@sibstrin.ru
2 Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
fedorov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: ударная волна, слой смешения, неустойчивость Рихтмайера–Мешкова, двухскоростная двухтемпературная газодинамика смесей
Страницы: 14-23

Аннотация >>
На основе сформулированной ранее математической модели механики двухскоростной двухтемпературной смеси газов исследуется эволюция первоначально возмущенного слоя смешения двух газов различной плотности при воздействии на него падающей ударной волны и отраженных от торца ударных волн, волн сжатия и разрежения в двумерном нестационарном приближении. Численно решены задачи о взаимодействии волн с синусоидально возмущенным диффузионным слоем. Показано, что результаты расчетов ширины области перемешивания удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными.


3.
Твердофазное горение в условиях плоского напряженного состояния
2. Устойчивость к малым возмущениям

А. Г. Князева
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
Ключевые слова: плоский фронт реакции, устойчивость режимов превращения, обобщенное плоское напряженное состояние
Страницы: 24-31

Аннотация >>
С учетом связанного характера процессов теплопереноса и деформирования, а также возможного изменения скорости реакции под действием внутренних напряжений в отсутствие внешнего механического нагружения исследуется устойчивость плоского фронта реакции в твердой фазе к малым возмущениям в условиях обобщенного плоского напряженного состояния. Задача решается аналитически с использованием метода малых возмущений. Исследованы условия потери устойчивости различных режимов превращения в зависимости от технологических и физических параметров в некоторых предельных случаях.


4.
Внедрение медного стержня в песчаную преграду

М. В. Каминский, Г. Ф. Копытов, В. А. Могилев, Ю. Ф. Травов, Ю. И. Файков
Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики
tilkunova@dep16.vniief.ru
Ключевые слова: высокоскоростное проникание, пластическое деформирование, гидродинамический переход, пластическая волна, предел текучести
Страницы: 32-40

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований высокоскоростного внедрения в песок медных цилиндрических стержней. Усовершенствована модифицированная гидродинамическая теория Алексеевского - Тейта, что позволяет определять глубину проникания и скорость уноса материала стержня, внедряющегося в грунтовую преграду, на пластической и гидродинамической стадиях проникания. Рассмотрен случай, когда материал преграды является существенно менее прочным по сравнению с материалом стержня (ударника).


5.
Управление трансзвуковым обтеканием крыловых профилей с помощью подвода энергии при учете реальных свойств воздуха

С. М. Аульченко1, В. П. Замураев1,2, А. П. Калинина1,2
1 Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
aultch@itam.nsc.ru
2 Новосибирский государственный университет
zamuraev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: трансзвуковое течение, крыловой профиль, молекулярные свойства воздуха, аэродинамические характеристики, подвод энергии
Страницы: 41-48

Аннотация >>
Изучено влияние молекулярных (термодинамических и переносных) свойств воздуха на газодинамические эффекты импульсно-периодического подвода энергии при трансзвуковом обтекании крыловых профилей. В качестве термического уравнения состояния и калорического уравнения приняты соответствующие соотношения для воздуха с учетом возбуждения колебаний и диссоциации. Влияние переносных свойств (вязкости) учтено приближенно в рамках модели пограничного слоя. Показано, что качественно эффекты не зависят от учета молекулярных свойств, но наличие внутренних степеней свободы приводит к значительному уменьшению температуры по сравнению с температурой, определяемой в рамках модели идеального газа. Учет вязкости обусловливает некоторое ослабление эффектов энергоподвода.


6.
Способ управления селективным водозабором через отверстие в вертикальной стенке

В. И. Букреев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
bukreev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: стратифицированная по плотности жидкость, движение к стоку, селективный водозабор, управление
Страницы: 49-54

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментальной проверки способа управления избирательным забором из определенного слоя устойчиво стратифицированной по плотности жидкости, отличающегося от традиционных способов. Подтверждена эффективность предложенного способа, отмечены его достоинства и недостатки.


7.
Движение трех вихрей с нулевой суммарной интенсивностью

А. И. Гудименко, А. Д. Захаренко
Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН
algud@poi.dvo.ru, algud@poi.dvo.ru
Ключевые слова: точечные вихри, вихревая динамика, динамические системы, асимптотический анализ, алгебраическая редукция
Страницы: 55-65

Аннотация >>
Изучается движение в идеальной жидкости трех точечных вихрей с нулевой суммарной интенсивностью. Численно исследованы траектории вихрей в широком диапазоне значений их интенсивностей при различных начальных положениях. Вычислены асимптотики движения вихрей в конфигурациях, близких к сингулярным и коллинеарной.


8.
Численное исследование автоколебаний по крену треугольного крыла малого удлинения при наличии внешних возмущений

Г. М. Шумский
Новосибирский государственный технический университет
anegs@adm.nstu.ru
Ключевые слова: численные исследования, треугольное крыло, автоколебания по крену, внешние возмущения, захват частоты, парирование автоколебаний
Страницы: 66-72

Аннотация >>
На основе численного моделирования отрывного обтекания треугольного крыла идеальной несжимаемой жидкостью проводятся исследования автоколебательных по крену режимов для треугольного крыла, в частности при наличии внешних возмущений. Проводится сопоставление полученных результатов с экспериментальными данными. Исследуются вихревая природа и механизм автоколебаний. Выделены области синхронизации аэродинамической автоколебательной системы при наличии внешних возмущений. Предложены способы парирования автоколебаний крыла по крену.


9.
Влияние электрического поля на волновые режимы течения тонкой пленки вязкой диэлектрической жидкости

О. Ю. Цвелодуб, С. Н. Саматов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
tsvel@itp.nsc.ru
Ключевые слова: стекающая пленка, переменное электрическое поле, диэлектрик, модельное уравнение, волновые режимы
Страницы: 73-83

Аннотация >>
Рассмотрены волны на поверхности тонкой пленки вязкой диэлектрической жидкости, стекающей по внутренней поверхности одной из обкладок плоского конденсатора, к которому приложено переменное напряжение. Показано, что в случае длинных волн объемные силы, действующие со стороны неоднородного электрического поля, пренебрежимо малы и влияние поля сводится к влиянию добавочного давления на поверхность пленки. В длинноволновом приближении получено модельное уравнение для определения отклонения толщины пленки от невозмущенного значения. Приведены некоторые численные решения полученного уравнения.


10.
Анализ температурного поля цилиндрического потока на основе "в среднем точного" решения

А. И. Филиппов1, П. Н. Михайлов2, О. В. Ахметова2, М. А. Горюнова2
1 Уфимский государственный авиационный технический университет
2 Стерлитамакский филиал Академии наук Республики Башкортостан
mihaylov_pn@rambler.ru
Ключевые слова: скважина, температурное поле, асимптотический метод
Страницы: 84-93

Аннотация >>
Построено температурное поле в скважине на основе «в среднем точного» решения, позволяющего исследовать задачи подземной термодинамики и тепломассопереноса. Задача представлена в виде последовательности задач смешанного типа, решения которых дают соответствующие коэффициенты асимптотического разложения, вид остаточного члена и функций, учитывающих наличие пограничного слоя, для которых также найдены аналитические решения. Показано, что предложенный модифицированный асимптотический метод обеспечивает обращение в нуль решения осредненной задачи для остаточного члена.


11.
Канонические модули и общее решение уравнений двумерной статической задачи анизотропной упругости

Н. И. Остросаблин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
abd@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: ортогональные и аффинные преобразования, анизотропия, модули упругости, канонические модули, общее решение, операторы симметрии, диагонализация эллиптической системы
Страницы: 94-106

Аннотация >>
С использованием ортогонального и аффинного преобразований координат и соответствующих преобразований механических величин уравнения двумерной статической задачи анизотропной упругости приведены к простейшему виду. Доказано, что произвольную матрицу модулей упругости, содержащую шесть независимых компонент, конгруэнтным преобразованием всегда можно привести к матрице с двумя независимыми компонентами, которые названы каноническими модулями. В зависимости от соотношений между каноническими модулями определитель матрицы операторов уравнений в смещениях представляется в виде произведения различных квадратичных множителей. Дано общее представление решения уравнений в смещениях в виде линейной комбинации первых производных от двух квазигармонических функций, удовлетворяющих двум независимым уравнениям. Установлено, что каждому представлению соответствует оператор симметрии, т. е. формула производства новых решений; в трехмерном случае матрица модулей упругости с 21 независимой компонентой конгруэнтна матрице с 12 независимыми каноническими модулями.


12.
Об определении напряжений в эллипсоидальных жестких включениях

И. Ю. Цвелодуб
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
itsvel@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: изолированные жесткие включения, однородное поле напряжений, сплющенный и вытянутый сфероиды
Страницы: 107-111

Аннотация >>
Рассматривается задача об определении напряжений в изолированных эллипсоидальных жестких включениях, содержащихся в изотропном упругом пространстве, подвергнутом на бесконечности воздействию равномерно распределенных внешних сил. Исследуются примеры включений в виде сплющенного и вытянутого сфероидов, когда эта задача имеет единственное решение.


13.
Об определении пределов упругости по диссипативному разогреву материалов

В. И. Капустин1, В. П. Гилета1, Е. А. Терешин2,3
1 Новосибирский государственный технический университет
macler06@mail.ru
2 Новосибирский филиал Института физики полупроводников СО РАН
3 «Конструкторско-технологический институт прикладной микроэлектроники»
Ключевые слова: напряжение, деформация, упругость, диссипативный разогрев, усталость
Страницы: 112-117

Аннотация >>
Приводятся методика определения условного предела упругости по диссипативному разогреву материала и результаты экспериментальных исследований этой характеристики при асимметричных периодических нагружениях сталей и сплавов.


14.
Исследование влияния ледовых условий на эффективность резонансного способа разрушения ледяного покрова, реализуемого подводными судами

В. М. Козин1, С. Д. Чижиумов2, В. Л. Земляк2
1 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
vellkom@list.ru
2 Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
Ключевые слова: изгибно-гравитационные волны, резонансный метод разрушения льда, резонансная скорость, подводное судно, ледовые условия
Страницы: 118-125

Аннотация >>
Представлена численная модель для анализа напряженно-деформированного состояния ледяного покрова, имеющего разводья различной ширины, которое возникает под действием гидродинамических нагрузок, вызванных движением подводного судна. С использованием модели неразрушаемого льда выполнены расчеты и эксперименты, на основе которых получены зависимости амплитуды прогибов и напряжений в ледяном покрове от ширины разводья. Исследовано поведение ледяного покрова под действием волновой нагрузки.


15.
О резонансных свойствах моментного континуума Коссера

М. П. Варыгина1, О. В. Садовская2, В. М. Садовский2
1 Институт вычислительного моделирования СО РАН
2 Сибирский федеральный университет
sadov@icm.krasn.ru
Ключевые слова: упругость, моментная среда, параллельный алгоритм, резонансный спектр
Страницы: 126-136

Аннотация >>
С использованием высокоэффективных параллельных вычислений установлено, что в моментной упругой среде существует резонансная частота, соответствующая частоте собственных колебаний вращательного движения частиц и не зависящая от размеров исследуемой области.


16.
Обобщенные силы при описании процессов ползучести стержневых элементов конструкций

О. В. Соснин, И. В. Любашевская, И. В. Новоселя
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
lbi@ngs.ru
Ключевые слова: ползучесть, длительность до разрушения, характеристики ползучести, обобщенные силы
Страницы: 137-146

Аннотация >>
Получены оценки интенсивности процесса ползучести и длительности до разрушения при изгибе и кручении стержневых элементов различного профиля. Проведено сравнение этих оценок с использованием эквивалентных внешних обобщенных сил.


17.
Влияние напряжений и деформаций на перераспределение примеси в пластине в условиях одноосного нагружения

М. А. Миколайчук, А. Г. Князева
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
m.mikolaichuk@gmail.com
Ключевые слова: диффузия, одноосное нагружение, плоское напряженное состояние, активационный объем
Страницы: 147-157

Аннотация >>
Предложена и исследована модель насыщения поверхностного слоя металлической тонкой пластины примесью из окружающей среды в условиях одноосного механического нагружения. Проанализировано влияние напряжений и деформаций на процесс диффузии. Показано, что, во-первых, вследствие деформации кристаллической решетки основы работа напряжений, возникающих в локальных объемах, приводит к изменению энергии активации диффузии; во-вторых, напряжения влияют на перенос примеси (этот эффект аналогичен массопереносу посредством бародиффузии в жидкостях). Численно исследовано совместное влияние двух видов воздействия напряжений и деформаций на поведение системы при различных геометрических и физических параметрах модели.


18.
Нелинейное деформирование и устойчивость подкрепленных эллиптических цилиндрических оболочек, нагруженных внутренним давлением, при кручении и изгибе

Л. П. Железнов, В. В. Кабанов, Д. В. Бойко
Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина
lev@wsr.ru
Ключевые слова: эллиптические цилиндрические оболочки, кручение, изгиб, внутреннее давление, нелинейное деформирование, устойчивость, метод конечных элементов
Страницы: 158-164

Аннотация >>
C использованием вариационного метода конечных элементов в перемещениях исследована задача устойчивости подкрепленных набором стрингеров цилиндрических оболочек с эллиптическим контуром поперечного сечения при комбинированном нагружении изгибающим и крутящим моментами, поперечной силой и внутренним давлением. Докритическое напряженно-деформированное состояние оболочек считается моментным и нелинейным. Определено влияние нелинейности деформирования оболочек и их эллиптичности на величины критических нагрузок и формы потери устойчивости.


19.
Образование зоны контакта при сжатии пластины с эллиптическим отверстием

М. Е. Кожевникова
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
kozhevnikova@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: эллипс, зона контакта, зона предразрушения, модифицированная модель Леонова–Панасюка–Дагдейла, упругопластический аналог задачи Гриффитса, модель Гудьера и Каннинена, критические параметры разрушения
Страницы: 165-177

Аннотация >>
Рассматривается задача о сжатии тонкой пластины с эллиптическим отверстием. Предполагается, что увеличение удаленной сжимающей нагрузки может привести к контакту противоположных участков границы эллипса. Задача решается в рамках модифицированной модели Леонова - Панасюка - Дагдейла и упругопластического аналога задачи Гриффитса для эллипса с использованием модели Гудьера и Каннинена. Критические параметры разрушения, обеспечивающие равновесную конфигурацию системы, определяются из достаточного критерия прочности, представляющего собой систему двух уравнений, одно из которых является условием, исключающим частичное наложение верхней и нижней поверхностей зоны контакта, другое - деформационным критерием критического раскрытия эллипса. На примере отожженной меди, имеющей наноструктуру, показано деформирование границ эллипсов с различными радиусами кривизны в вершине при сжатии.


20.
Экспериментальный анализ динамических механических свойств искусственно замороженной почвы с помощью методики разрезного стержня Гопкинсона

Квин–Юонг Ма
Школа гражданского машиностроения и архитектуры Аньхойского университета науки и технологии
qyma@aust.edu.cn
Ключевые слова: замороженный грунт, динамические свойства, разрезной стержень Гопкинсона на сжатие
Страницы: 178-183

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментов по деформированию замороженного грунта, полученные с использованием методики разрезного стержня Гопкинсона на сжатие с низкотемпературной камерой. Данные для падающей и отраженной волн получены с помощью датчиков деформации, данные для прошедшей волны — с помощью полупроводниковых тензодатчиков. Проведены эксперименты по статическому сжатию замороженного грунта при одной и той же температуре и скоростях деформирования 0,001 и 0,01 c–1. Получены динамические диаграммы напряжение — деформация при скоростях деформирования. Показано, что низкая температура соответствует высокой скорости деформирования, а высокая температура — низкой скорости деформирования. Установлено, что на процесс деформирования замороженного грунта оказывают влияние температура и скорость деформирования 360÷1470 c–1. Обнаружено, что различные динамические кривые зависимости напряжения от деформации, полученные при одной и той же температуре, но разных скоростях деформирования, сходятся. Результаты тестов показывают, что мерзлый грунт имеет как температурную, так и ударную хрупкость.