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

2011 год, номер 1

1.
Теплообмен и торможение намагниченного тела в потоке разреженной плазмы

В. А. Шувалов, А. И. Приймак, К. А. Бандель, Г. С. Кочубей, Н. А. Токмак
Институт технической механики НАНУ
shuv@vash.dp.ua
Ключевые слова: теплообмен, поток плазмы, намагниченное тело, торможение, магнитное поле
Страницы: 3-13

Аннотация >>
Показано, что вращение собственного магнитного поля относительно вектора скорости набегающего потока плазмы является эффективным средством управления конвективным теплообменом и аэродинамическим качеством намагниченного диэлектрического осесимметричного тела.


2.
Физическое и математическое моделирование сверхзвукового обтекания цилиндра с пористой вставкой

И. А. Бедарев, С. Г. Миронов, К. М. Cердюк, А. В. Федоров, В. М. Фомин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
bedarev@itam.nsc.ru, mironov@itam.nsc.ru, serdyukkm@gorodok.net, fedorov@itam.nsc.ru, admin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковые течения, обтекание газопроницаемых пористых тел, численное моделирование, эксперимент
Страницы: 13-23

Аннотация >>
Представлены результаты численного и экспериментального исследования обтекания сверхзвуковым потоком () модели продольно расположенного цилиндра с газопроницаемой ячеисто-пористой вставкой на его переднем торце. Получены экспериментальные данные о влиянии структуры пор и длины цилиндрической пористой вставки на аэродинамическое сопротивление модели, давление на переднем торце цилиндра и картину обтекания. При численном моделировании решались осредненные по Фавру уравнения Навье - Стокса, описывающие движение вязкого сжимаемого теплопроводного газа. Система дополнена источниковым членом, учитывающим сопротивление пористого тела в рамках континуальной модели фильтрации. В расчетах получены данные о полях давлений и скоростей внутри пористого тела и во внешнем потоке, определена форма эффективного заостренного тела, сопротивление которого равно сопротивлению рассматриваемой модели. Проведено сравнение результатов расчета с данными измерений и теневой визуализации поля течения.


3.
Экспериментальное определение коэффициента гидравлического сопротивления микроканалов

В. М. Анискин, К. В. Адаменко, А. А. Маслов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
aniskin@itam.nsc.ru, maslov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: ламинарное течение в микроканалах, коэффициент гидравлического сопротивления, микротечения
Страницы: 24-30

Аннотация >>
Представлены данные экспериментов по определению коэффициента гидравлического сопротивления в микроканалах. В экспериментах исследовались стеклянные микроканалы круглого сечения диаметром 34,5, 33,6 и 24,5 мкм различной длины. В качестве рабочей жидкости использовалась чистая деионизированная дегазированная вода. Диапазон значений числа Рейнольдса составлял . Для вычисления коэффициента гидравлического сопротивления использовался метод двух каналов. Показано, что полученные результаты хорошо согласуются с теоретическими значениями для случая развитого ламинарного течения в каналах круглого сечения, однако использование метода двух каналов имеет ограничения.


4.
Влияние немонотонной зависимости плотности воды от температуры на свободную конвекцию от линейного источника тепла

В. И. Букреев, Н. В. Гаврилов, А. В. Чеботников
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
bukreev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: немонотонная зависимость плотности воды от температуры, свободная конвекция, линейный источник тепла
Страницы: 31-39

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментальных исследований свободной конвекции от нагретой проволоки в воде для двух случаев: когда температура воды больше и меньше температуры, при которой вода имеет максимальную плотность. Показано, что в первом случае образующаяся при нагреве конвективная струя поднимается, достигая свободной поверхности. Во втором случае высота подъема конвективной струи ограничена, вследствие того что в головной части струи вода приобретает максимальную плотность и становится тяжелее окружающей воды.


5.
О течении жидкости между вращающимися поверхностями

Г. Г. Денисов, В. В. Новиков
Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского
novikov@mm.unn.ru
Ключевые слова: вращающиеся поверхности, вязкая жидкость, радиальное течение, магнитное поле Земли
Страницы: 40-46

Аннотация >>
Изучено течение вязкой жидкости, заполняющей пространство между сферической и эллипсоидальной поверхностями, вращающимися с различными угловыми скоростями. Обсуждаются условия возникновения и особенности радиальных течений жидкости. Полученные результаты могут быть использованы при исследовании ряда геофизических явлений, связанных с динамикой жидкого ядра Земли.


6.
Исследование влияния нестационарного закрученного турбулентного течения на движение одиночной твердой частицы

А. В. Шваб, В. Ю. Хайруллина
Томский государственный университет
vikushka1985@inbox.ru
Ключевые слова: воздушно-центробежный классификатор, нестационарное закрученное течение газа, зона сепарации, (κ–ω)-модель турбулентности, численное моделирование
Страницы: 47-53

Аннотация >>
Проведено моделирование нестационарного закрученного турбулентного течения между двумя плоскими вращающимися дисками, движение которого направлено вдоль радиуса к оси вращения. С использованием известной двухпараметрической (κ–ω)-модели турбулентности Уилкокса исследуется квазистационарный характер турбулентного течения, обусловленный колебаниями радиальной скорости на входе в зазор между дисками с периодом, близким к времени динамической релаксации частицы. Изучено влияние числа Стокса, частоты и амплитуды колебаний несущей среды на движение одиночных частиц в поле действия центробежных и аэродинамических сил.


7.
Задача о течении весомой жидкости над щитом при наличии вихря

В. П. Житников, А. А. Ошмарин, С. С. Поречный, Н. М. Шерыхалина
Уфимский государственный авиационный технический университет
zhitnik@ugatu.ac.ru
Ключевые слова: плоская модель, весомая жидкость, точечный вихрь
Страницы: 54-60

Аннотация >>
Исследовано ограниченное свободной поверхностью течение идеальной невязкой весомой несжимаемой жидкости вдоль полубесконечной пластины c образованием вихря вблизи ее кромки. Рассмотрены течения типа уединенной волны. Найдено единственное решение со свободным вихрем.


8.
Моделирование крупных вихрей в турбулентной струе, истекающей в затопленное пространство или спутный поток

К. Н. Волков
Университет Суррея
dsci@mail.ru
Ключевые слова: струя, турбулентность, моделирование крупных вихрей, спутный поток
Страницы: 60-70

Аннотация >>
Приводятся результаты моделирования крупных вихрей в дозвуковой изотермической турбулентной струе, истекающей из круглого сопла в затопленное пространство или спутный поток. Течение описывается фильтрованными по пространству уравнениями Навье - Стокса и RNG-моделью подсеточной вихревой вязкости. Результаты расчетов при различных значениях параметра спутности сравниваются с известными результатами численного моделирования и данными эксперимента. Установлено, что полученные результаты хорошо согласуются с данными измерений и подтверждают основные закономерности изменения газодинамических и пульсационных параметров затопленных и спутных струй.


9.
О диффузии химически реагирующих веществ в конвективном потоке на вертикальной пластине

Дж. Палани1, Кванг Енг Ким2
1 Правительственный колледж искусств
2 Университет Инха
gpalani32@yahoo.co.in
Ключевые слова: химически реагирующие вещества, конвективный поток, вертикальная пластина, метод конечных разностей, трение поверхности
Страницы: 71-83

Аннотация >>
Исследовано численное решение задачи о нестационарном свободно-конвективном потоке на полубесконечной вертикальной пластине при наличии гомогенной химической реакции первого порядка. Безразмерные определяющие уравнения решаются с использованием эффективной абсолютно устойчивой и быстросходящейся неявной конечно-разностной схемы высокого порядка. Определено влияние различных параметров течения, таких как число Прандтля, число Шмидта, параметр плавучести и параметр химической реакции, на скорость и температуру потока. Показано, что полученные значения скорости хорошо согласуются с известными результатами. Рассчитаны локальные и средние значения коэффициента поверхностного трения, чисел Нуссельта и Шервуда. Обсуждается влияние параметров химической реакции на указанные значения в случае как реакции порождения, так и реакции разрушения. Установлено, что при наличии химической реакции первого порядка скорость потока увеличивается в случае реакции порождения и уменьшается в случае реакции разрушения.


10.
Моделирование микроконвекции в жидкости, заключенной между теплопроводными массивами

О. Н. Гончарова
Алтайский государственный университет
gon@math.asu.ru
Ключевые слова: конвекция, микрогравитация, математическое моделирование, небуссинесковские эффекты
Страницы: 84-91

Аннотация >>
Моделируются нестационарные режимы конвекции жидкости в условиях слабой гравитации. Исследуется конвекция в прямоугольной области, вытянутой по направлению силы тяжести и заключенной между двумя теплопроводными массивами, в случае теплоизоляции торцов прямоугольника и периодического потока тепла через внешние границы массивов. При этом выполняется условие равенства нулю суммарного потока тепла. При описании конвективных движений в жидкости используются две математические модели: классическая модель Обербека - Буссинеска и модель микроконвекции изотермически несжимаемой жидкости. Результаты численных исследований подтверждают количественные и качественные различия характеристик течений, рассчитанных в рамках двух моделей конвекции. Представлены траектории движения частиц жидкости. Изучены эффекты, обусловленные различными физическими характеристиками задачи.


11.
Конвективная неустойчивость течения Марангони - Пуазейля при наличии продольного градиента температуры

В. Б. Бекежанова
Институт вычислительного моделирования СО РАН
bekezhanova@mail.ru
Ключевые слова: неустойчивость, поверхность раздела, уравнения Обербека - Буссинеска
Страницы: 92-100

Аннотация >>
Получено точное решение задачи о стационарном течении в системе двух горизонтальных слоев несмешивающихся жидкостей с общей границей раздела. Методом линеаризации исследуется устойчивость данного течения. Показано, что появление неустойчивостей обусловлено различием определяющих параметров жидкостей (толщины слоя, условий подогрева, вязких и теплопроводных свойств жидкостей). Установлено, что в условиях постоянной силы гравитации возмущения монотонны, а в условиях невесомости имеет место колебательная термокапиллярная неустойчивость.


12.
Моделирование динамической (частотно- зависимой) проницаемости и электропроводности в пористых материалах на основе концепции ансамбля пор

О. Ю. Динариев1, Д. Н. Михайлов2
1 Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН
2 Московский научно-исследовательский центр компании "Шлюмберже"
dinariev@mail.ru, dmikh@yandex.ru
Ключевые слова: пористая среда, ансамбль пор, многокомпонентная смесь, динамическая проницаемость, частотно-зависимая электропроводность пористой среды
Страницы: 101-118

Аннотация >>
Изучен класс моделей пористых сред, основанных на концепции ансамбля пор с некоторым распределением основных геометрических параметров (например, размера пор). Исследован случай насыщения порового пространства однофазной многокомпонентной жидкой смесью без учета и с учетом переноса электрических зарядов. Законы переноса выводятся из условия убывания свободной энергии. Гидродинамическая связность пор (и электропроводность) описывается двумя ядрами: одно ядро описывает связность пор в пространстве, другое  связность пор в элементарном макрообъеме. С использованием концепции ансамбля пор адекватно воспроизведены частотные зависимости динамической проницаемости, определяемой в лабораторных экспериментах, и электропроводности пористой среды. Установлена связь между рассматриваемыми моделями и моделями релаксационной фильтрации.


13.
Интенсификация турбулентного теплообмена при взаимодействии туманообразной осесимметричной импактной струи с преградой

М. А. Пахомов, В. И. Терехов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
terekhov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: импактная струя, тепломассообмен, испарение капель
Страницы: 119-131

Аннотация >>
Проведено численное исследование структуры течения и теплообмена импактной туманообразной струи с малой массовой концентрацией капель (не более 1 %), натекающей на плоскую поверхность, расположенную перпендикулярно к ней. Математическая модель основана на решении системы уравнений НавьеСтокса, осредненных по Рейнольдсу, для течения двухфазного потока с использованием кинетического уравнения функции плотности распределения вероятности координат, скорости и температуры частиц. Показано, что добавление капель вызывает значительное увеличение интенсивности теплообмена по сравнению с однофазной воздушной импактной струей в области, непосредственно примыкающей к точке торможения струи.


14.
Стимулированная адсорбция и капиллярная конденсация

А. А. Бочкарев, В. И. Полякова
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
anaboch@itp.nsc.ru
Ключевые слова: модель сорбции Ленгмюра, совместная адсорбция паров серебра и воды, капиллярная конденсация, осаждение тонких пленок
Страницы: 132-142

Аннотация >>
На основе модифицированной модели сорбции Ленгмюра проведен численный эксперимент по совместной адсорбции паров серебра и воды на идеальной подложке. В расчетах обнаружен ряд неизвестных ранее явлений. Установлено, что адсорбция и конденсация паров серебра стимулируют адсорбцию водяного пара, вследствие чего возникает его капиллярная конденсация на молекулярном уровне даже при незначительных насыщениях. Показано, что скорость капиллярной конденсации зависит от угла смачивания воды на серебре и существует такой характерный угол смачивания, при котором скорость капиллярной конденсации резко изменяется. Обнаружено также существенное влияние водяного пара на адсорбцию пара серебра и структуру его конденсата на подложке: присутствие пара воды ослабляет адсорбцию атомов серебра на подложке и приводит к ослаблению адгезии конденсата серебра к подложке. Полученные результаты могут быть использованы при изучении двухкомпонентной сорбции, капиллярной конденсации и для развития технологии выращивания тонких пленок в газовой среде.


15.
Моделирование трещинообразования в полосе переменной толщины при неравномерном нагреве

М. В. Мирсалимов
Азербайджанский технический университет
irakon63@hotmail.com
Ключевые слова: полоса (стержень) переменной толщины, зона предразрушения, связи между берегами, силы сцепления, неравномерный нагрев
Страницы: 143-154

Аннотация >>
Построена математическая модель зарождения трещины в полосе (стержне) переменной толщины при неравномерном нагреве. Полагается, что по мере нагружения полосы (стержня) тепловой нагрузкой в ней возникают зоны предразрушения, моделируемые как области ослабленных межчастичных связей материала. Наличие связей между берегами зоны предразрушения моделируется приложенными к поверхности зоны предразрушения силами сцепления. Решение задачи о равновесии изотропной полосы переменной толщины с зоной предразрушения сводится к решению нелинейного сингулярного интегродифференциального уравнения с ядром типа ядра Коши, из которого устанавливается зависимость сил сцепления в зоне зарождения трещины от величины расхождения ее берегов. Условие появления трещины в полосе переменной толщины формулируется с учетом критерия предельного растяжения связей материала.


16.
Колебания пластины переменной толщины со свободными краями произвольной формы в плане

С. Д. Алгазин
Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН, 119526 Москва
algazinsd@mail.ru
Ключевые слова: численный алгоритм без насыщения, свободные колебания пластин, пластина переменной толщины
Страницы: 155-162

Аннотация >>
Для решения задачи о свободных колебаниях пластины переменной толщины со свободными краями произвольной формы в плане разработан численный алгоритм без насыщения, который позволяет получить надежные результаты на редкой сетке. Проведено сравнение полученных результатов с результатами расчетов, выполненных в других работах.


17.
Определение параметров моделей нелинейного деформирования изотропных и композитных материалов по результатам расчетно-экспериментального анализа импульсного нагружения круглых пластин

Н. А. Абросимов, Н. А. Куликова
Научно-исследовательский институт механики Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского
abrosimov@mech.unn.ru, knadya2004@mail.ru
Ключевые слова: математическая модель, идентификация, вязкоупругое и упругопластическое деформирование, численный метод, импульсное нагружение
Страницы: 163-172

Аннотация >>
Развит метод идентификации материальных параметров определяющих соотношений вязкоупругого и упругопластического деформирования изотропных и однородных композитных материалов, основанный на минимизации невязки результатов численного и экспериментального моделирования нестационарного деформирования элементов конструкций, выполненных из исследуемых материалов. Проведено тестирование метода и показана его эффективность при определении вязкоупругих и упругопластических характеристик моделей нелинейного деформирования изотропных и композитных круглых пластин при импульсном нагружении.


18.
Разрушение горящего твердого топлива, ослабленного трещиновидной полостью

М. А. Мирсалимов, Б. Э. Рустамов
Азербайджанский технический университет
irakon63@hotmail.com
Ключевые слова: топливный заряд, трещиновидная полость, концевые зоны полости, усилия в связях, разрушение
Страницы: 173-184

Аннотация >>
Рассматривается плоская стационарная задача механики разрушения для горящего деформируемого твердого топлива, ослабленного трещиновидной полостью, поверхность которой горит. Считается, что у трещиновидной полости имеются концевые зоны со связями между берегами, а на границе топливного заряда заданы смешанные граничные условия. Задача о равновесии топливного заряда, в котором имеется трещиновидная полость, сводится к решению системы нелинейных сингулярных интегродифференциальных уравнений с ядром типа ядра Коши. Из полученного решения найдены нормальные и касательные усилия в концевых зонах трещиновидной полости. Получены локальные условия, определяющие устойчивость (безопасность) режима горения твердого топлива.


19.
Влияние кинетики разрушения материалов на амплитуду откольного импульса

А. В. Уткин
Институт проблем химической физики РАН
utkin@icp.ac.ru
Ключевые слова: откольное разрушение, кавитация, кинетика разрушения, ударные волны
Страницы: 185-193

Аннотация >>
Проведено теоретическое исследование влияния кинетики разрушения на характер изменения скорости в откольном импульсе и показано, что учет роста пористости среды при положительном давлении, являющегося следствием инерционного расширения пузырей при кавитации, позволяет объяснить экспериментально наблюдаемое увеличение амплитуды откольного импульса до значений, превышающих максимальное значение скорости свободной поверхности.