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

2011 год, номер 2

1.
К теории поглощения энергии электромагнитного излучения мелкодисперсными металлическими частицами

С. О. Гладков
Московский государственный областной университет
sglad@newmail.ru
Ключевые слова: электромагнитное излучение, сечение поглощения, мелкодисперсные металлические частицы
Страницы: 3-14

Аннотация >>
С помощью кинетического уравнения для функции распределения электронов дана оценка температурной и частотной зависимостей сечения поглощения внешнего переменного электромагнитного поля малой металлической частицей. При этом считается, что радиус частицы удовлетворяет неравенству , где — длина свободного пробега электрона; — длина волны электромагнитного излучения. Найдено общее выражение для сечения поглощения при произвольном соотношении между линейным размером частицы и толщиной скин-слоя. Исследовано влияние изменения температуры частицы под действием внешнего переменного электромагнитного поля на сечение поглощения. Доказано, что при , сечение поглощения следует вычислять с помощью квантово-механических принципов, считая температуру электронов равной нулю. В этих условиях функцию распределения электронов вводить неправомерно, и сечение поглощения оказывается достаточно сложной функцией частоты внешнего поля.


2.
Расчет параметров ударных волн на больших расстояниях от места их возникновения с помощью комбинированных численно-аналитических методов

А. В. Потапкин, Д. Ю. Москвичев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
potapkin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковой поток, пространственные течения, ударные волны, звуковой удар, комбинированный метод, линейная теория, теория Уизема
Страницы: 15-26

Аннотация >>
Предложен алгоритм расчета параметров слабых ударных волн на больших расстояниях от места их возникновения. В выбранных меридиональных плоскостях параметры ближнего поля трехмерного течения использовались для определения по линейным соотношениям продольных координат "тел-фантомов". После замены тела исходной геометрии на систему "тел- фантомов", для которых вычислялись дискретные значения функции Уизема, выполнялся расчет параметров дальнего поля по теории Уизема независимо в каждой меридиональной плоскости. Представлены результаты расчетов для тела с осевой симметрией и тел с пространственной геометрией.


3.
Фокусировка излучения источника продольных волн, расположенного на свободной поверхности

В. С. Юрковский, С. В. Сухинин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
yvs2000@gmail.com
Ключевые слова: рупор, колебания вблизи свободной поверхности, фокусировка, акустический источник, сейсмический источник, виброакустический источник, направленность излучения
Страницы: 27-35

Аннотация >>
В рамках трехмерного осесимметричного акустического приближения исследовано распространение волн от источника, расположенного на свободной поверхности внутри кругового конического рупора. Предполагается, что ось рупора ортогональна свободной поверхности. Исследовано влияние геометрических параметров рупора на эффективность фокусировки излучения в произвольном круговом конусе. Предложены критерии, целевые функции и управляющие параметры для оценки эффективности и оптимизации рупора. Разработана методика оптимизации излучающей системы источник на свободной поверхности - рупор по геометрическим параметрам задачи. Определены значения геометрических параметров, обеспечивающих наилучшую фокусировку излучения системы источник - рупор в круговом конусе для произвольного угла просвечивания.


4.
Численное моделирование колебаний монодисперсной газовзвеси в нелинейном волновом поле

А. Л. Тукмаков
Институт механики и машиностроения Казанского научного центра РАН
tukmakov@mail.knc.ru
Ключевые слова: акустический резонатор, газовзвесь, уравнения Навье - Стокса, явная схема Мак-Кормака, нелинейные и разрывные колебания, узлы и пучности стоячей волны скорости
Страницы: 36-43

Аннотация >>
Изложена методика численного исследования динамики монодисперсной газовзвеси в нелинейном волновом поле акустического резонатора, для описания которой используется модель двухтемпературной двухскоростной среды без учета фазовых переходов, столкновений частиц и возможной коагуляции. Считается, что вязкостью обладает только несущая среда, описываемая системой уравнений Навье - Стокса для сжимаемого газа. Дисперсная фаза описывается уравнениями сохранения массы, компонент вектора импульса и внутренней энергии. Для получения монотонного решения система уравнений, описывающая движение несущей среды и дисперсной фазы в обобщенных подвижных координатах, решается с использованием явного метода Мак-Кормака с расщеплением по пространственным направлениям и консервативной схемы коррекции. Метод может быть применен при исследовании нелинейных колебаний двухфазной смеси в окрестности первых трех собственных частот в плоском канале.


5.
Об особенностях распространения нестационарных волн во вращающемся сферическом слое идеальной несжимаемой стратифицированной электропроводящей жидкости в экваториальном широтном поясе

С. И. Перегудин, С. Е. Холодова
Санкт-Петербургский государственный университет
peregudinsi@yandex.ru, kholodovase@yandex.ru
Ключевые слова: стратифицированная вращающаяся жидкость, электропроводящая вращающаяся жидкость, уравнения в частных производных, квазигеострофическое движение, магнитогидродинамика, земное ядро, аналитическое решение
Страницы: 44-51

Аннотация >>
Исследуются трехмерные крупномасштабные движения невязкой несжимаемой стратифицированной идеальной электропроводящей вращающейся жидкости в сферическом экваториальном широтном поясе. Математическая модель данного физического процесса представляет собой замкнутую систему уравнений в частных производных, состоящую из уравнений гидродинамики, в которых учтены вращение Земли, сила Лоренца, и соответствующих уравнений магнитной динамики с необходимыми граничными условиями. Построено аналитическое решение системы уравнений в приближении экваториальной - плоскости, описывающее распространение волн малой амплитуды.


6.
О влиянии формы генератора на структуру пучков внутренних волн в однородно стратифицированной жидкости

Н. А. Сердцева, Н. В. Гаврилов, Е. В. Ерманюк
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
gavrilov@hydro.nsc.ru, ermanyuk@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: стратифицированная жидкость, внутренние волны, вязкое затухание, цифровой шлирен-метод
Страницы: 52-58

Аннотация >>
Экспериментально исследована задача о генерации внутренних волн колебаниями цилиндров с поперечным сечением различной формы. Показано, что на больших расстояниях от генератора профиль амплитуды возмущений градиента плотности с удовлетворительной точностью может быть рассчитан с использованием теории для эквивалентного кругового цилиндра. Установлено, что на малых расстояниях от генератора его форма оказывает существенное влияние на профиль генерируемых волн.


7.
Исследование псевдоожиженного слоя в вихревой камере

Н. А. Дворников, П. П. Белоусов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
lab2-1@itp.nsc.ru, lab2- 1@itp.nsc.ru
Ключевые слова: вихревая камера, динамика закрученного псевдоожиженного слоя
Страницы: 59-65

Аннотация >>
Приведены результаты измерения тангенциальной скорости псевдоожиженного слоя частиц с помощью лазерно- доплеровского измерителя скорости и механической вертушки. На основе численного расчета динамики многофазного потока анализируются причины различий значений скорости вращения слоя, полученных с использованием указанных методов измерения.


8.
Плоские течения вязкой бинарной жидкости между подвижными твердыми границами

Д. В. Князев
Институт механики сплошных сред УрО РАН
dvk5@yandex.ru
Ключевые слова: уравнения Навье - Стокса, напряжения Кортевега, точные решения
Страницы: 66-72

Аннотация >>
Получен класс точных решений уравнений гидродинамики с добавочными напряжениями Кортевега, характеризуемый линейной зависимостью части компонент скорости от одной пространственной переменной. В рамках этого класса найдены точные решения двух задач о течении бинарной жидкости между движущимися плоскими твердыми границами. Получено семейство частных точных решений задачи о течении вязкой жидкости между плоскостями, сближающимися или удаляющимися друг от друга по специальному закону.


9.
Об одном способе описания пристенного слоя

В. А. Зеленецкий1, Т. В. Богатко2
1 Бердский филиал Новосибирского государственного технического университета
2 Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
bogatko1@mail.ru
Ключевые слова: пристенный слой, динамическая длина, высота и радиус кривизны элементов шероховатости, первый и второй предельные режимы
Страницы: 73-81

Аннотация >>
Представлены модели течения с учетом шероховатости в трубе. Для некоторых видов шероховатости описана бета- функция. Проведено сравнение полученных результатов моделирования с данными классических экспериментов.


10.
О механизмах развития донных волн в канале с песчаным дном

А. Г. Петров1, И. И. Потапов2
1 Институт прикладной механики РАН
2 Вычислительный центр ДВО РАН
petrov@ipmnet.ru, potapovII@rambler.ru
Ключевые слова: русловые процессы, наносы, увлекаемые потоком жидкости, активный придонный слой, донные волны, устойчивость русла
Страницы: 81-91

Аннотация >>
Развивается предложенная ранее теория движения наносов, увлекаемых потоком жидкости. С помощью формулы для расхода наносов, учитывающей влияние возмущений свободной поверхности на перенос наносов и обобщенной на двумерный случай, получена плановая система уравнений для донных возмущений. Определены зависимости длин продольных и поперечных волн с максимально быстро растущей амплитудой и скорости их движения от числа Фруда. Выявлено влияние макротурбулентной вязкости потока и поверхностных волн на процесс генерации донных волн.


11.
Моделирование процессов микрогемоциркуляции с учетом пульсовых колебаний давления

Т. А. Хмель1, А. В. Федоров1, В. М. Фомин1, В. А. Орлов2
1 Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
2 Институт лазерной физики СО РАН
khmel@itam.nsc.ru, lss@laser.nsc.ru
Ключевые слова: гемодинамика, транскапиллярный обмен, фильтрация, физическое и математическое моделирование
Страницы: 92-102

Аннотация >>
С использованием методов физико- математического моделирования исследованы процессы нестационарного транскапиллярного обмена в гемодинамике с учетом движения плазмы в интерстициальном пространстве. Наличие пульсовых колебаний давления в капиллярной сети обусловливает разделение во времени и пространстве процессов фильтрации и реабсорбции через стенки капилляра. Показаны общие и специфические свойства функционирования артериольного, промежуточного и венульного участков капиллярной сети в обменных процессах. Установлено, что пульсации давления обеспечивают интенсификацию транскапиллярного обмена.


12.
Эмиссия димеров с подложки при вакуумном осаждении тонких пленок

А. А. Бочкарев, В. И. Полякова
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
anaboch@itp.nsc.ru
Ключевые слова: сорбция, нуклеация, димеры, флуктуация, эмиссия димеров
Страницы: 103-113

Аннотация >>
Вычислена эмиссия димеров с подложки в паровую среду в случае осаждения пара серебра на идеальную подложку. Показано, что димеры формируются на подложке вследствие случайных столкновений атомов при их поверхностной миграции, а эмиссия димеров обусловлена тепловыми флуктуациями кристаллической решетки подложки. В результате расчетов, выполненных на основе модифицированной модели сорбции Ленгмюра, установлено, что эмиссия имеет место преимущественно на стадии заполнения первого атомного слоя на подложке и в режимах "срыва конденсации", когда даже при больших степени пересыщения и частоте нуклеации интенсивной конденсации не происходит, поскольку энергия связи атомов пара с подложкой мала. Обнаружена связь эмиссии димеров с интенсивностью конденсации и микрошероховатостью конденсата на подложке.


13.
Асимптотика функционала энергии для трехмерного тела с жестким включением и трещиной

Е. М. Рудой
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН; Новосибирский государственный университет
rem@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: жесткое включение, трещина, производная функционала энергии, критерий Гриффитса
Страницы: 114-127

Аннотация >>
Рассматривается модель трехмерного упругого тела, содержащего жесткое включение и трещину, расположенную на границе между включением и телом. На трещине задаются естественные краевые условия. Для произвольного достаточно гладкого возмущения области выведена производная функционала энергии по параметру возмущения, в частности, получена формула Гриффитса.


14.
Конечное деформирование идеально жесткопластической мембраны

А. А. Маркин, С. А. Фурсаев
Тульский государственный университет
markin@tsu.tula.ru, fursaev@mail.ru
Ключевые слова: мембрана, полная пластичность, конечные деформации
Страницы: 128-133

Аннотация >>
Рассматривается конечное деформирование цилиндрической в начальном состоянии мембраны под действием равномерно распределенного по внутренней поверхности давления. Задача решается в рамках модели деформирования несжимаемого жесткопластического материала при условии полной пластичности. Получены точные аналитические зависимости давления и кинематических характеристик от угла поворота нормали на контуре оболочки. Установлены зависимости удлинений и перемещений от радиальной координаты. Определен момент достижения внешним давлением максимального значения. Показано, что изменение толщины мембраны вдоль радиальной координаты является постоянным.


15.
Особенности прохождения волн через границы раздела вязкоупругих сред при наличии дефектов

Н. В. Чертова
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
chertova@ispms.tsc.ru
Ключевые слова: континуальная модель, дислокации, калибровочная теория, динамические уравнения, волны, границы раздела
Страницы: 134-143

Аннотация >>
На основе уравнений полевой теории дефектов c использованием кинематических тождеств для упругого континуума с дефектами и динамических уравнений калибровочной теории рассмотрены закономерности прохождения плоских гармонических волн через границы раздела вязкоупругих сред. Определены коэффициенты отражения и преломления волн упругих смещений и волн поля дефектов, характеризуемого тензором плотности дислокаций и тензором плотности потока. Проанализированы зависимости полученных величин от параметров граничащих сред.


16.
Устойчивость кольцевой пластины из сплава с памятью формы

А. А. Мовчан, И. А. Мовчан, Л. Г. Сильченко
Институт прикладной механики РАН
movchan47@mail.ru
Ключевые слова: память формы, устойчивость, кольцевая пластина, прямое превращение, обратное превращение
Страницы: 144-155

Аннотация >>
С использованием различных гипотез получены аналитические решения задач о потере устойчивости кольцевой круглой пластины из сплава с памятью формы при прямом или обратном термоупругом фазовом превращении в условиях однородного радиального сжатия. Установлено, что, несмотря на наличие осевой симметрии геометрии тела, нагрузки и граничных условий, для кольцевой пластины, в отличие от сплошной, минимальные критические значения нагрузок соответствуют неосесимметричным формам потери устойчивости.


17.
Моделирование динамического деформирования жесткопластических двусвязных пластин с произвольными закрепленными криволинейными контурами на вязкоупругом основании

Ю. В. Немировский, Т. П. Романова
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
nemirov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: жесткопластическая двусвязная пластина, криволинейный контур, взрывная нагрузка, предельная нагрузка, остаточный прогиб
Страницы: 156-172

Аннотация >>
Получено общее решение задачи о динамическом изгибе идеальной жесткопластической двусвязной пластины с произвольными шарнирно опертыми или защемленными криволинейными контурами, на которую действует равномерно распределенная по поверхности кратковременная динамическая нагрузка высокой интенсивности взрывного типа. Пластина покоится на вязкоупругом основании. Показано, что существует несколько механизмов деформирования пластин, для каждого из них получены уравнения динамического деформирования и проанализированы условия реализации. Приведены численные примеры.


18.
Метод расчета полей остаточных напряжений и пластических деформаций в цилиндрических образцах с учетом анизотропии процесса поверхностного упрочнения

М. Н. Саушкин1, В. П. Радченко1, В. Ф. Павлов2
1 Самарский государственный технический университет
2 Самарский государственный аэрокосмический университет им. С. П. Королева
msaushkin@gmail.com, radch@samgtu.ru, sopromat@ssau.ru
Ключевые слова: цилиндрический образец, поверхностное пластическое упрочнение, остаточные напряжения, идентификация параметров модели, анизотропия процесса упрочнения
Страницы: 173-182

Аннотация >>
Предложена математическая модель, позволяющая рассчитать напряженно- деформированное состояние цилиндрического образца, возникающее в результате поверхностного пластического упрочнения, приводящего к деформационной анизотропии материала. Выполнена проверка адекватности модели экспериментальным данным для цилиндрических образцов из стали марок 30ХГСА и Ст. 45. Разработана методика идентификации параметров модели по результатам определяющего эксперимента. Показано, что результаты расчетов и экспериментальные данные хорошо согласуются.


19.
Локализованные упругие поля в периодических волноводах с дефектами

С. А. Назаров
Институт проблем машиноведения РАН
srgnazarov@yahoo.co.uk
Ключевые слова: периодический волновод с дефектами, локализованные упругие поля, вариационный метод
Страницы: 183-194

Аннотация >>
Вариационный метод поиска локализованных волн (ловушечных мод) модифицирован для периодических упругих волноводов с частично защемленными поверхностями. Установлены два достаточных условия существования локализованных полей в волноводах с дефектами - для полостей с положительным объемом и для трещин. При наличии упругой и геометрической симметрии локализованные поля обнаружены также у периодических упругих волноводов с поверхностями, свободными от внешних нагрузок.


20.
Об отрыве балки, приклеенной к жесткой плите

Л. А. Ткачева
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
tkacheva@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: упругая балка, балка Эйлера, энергетический критерий роста трещины, плотность поверхностной энергии, метод нормальных мод, метод Рунге - Кутты
Страницы: 195-203

Аннотация >>
Рассматривается нестационарная задача об отрыве балки, приклеенной к жесткой плите, приложенной нагрузкой. Используется модель балки Эйлера. Распространение трещины описывается с помощью уравнения баланса энергии.