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 4

1.
О роли теплопроводности в формировании высокотемпературной плазмы при встречном ударе волн разгрузки твердого дейтерия

А. А. Чарахчьян1, В. И. Грынь1, К. В. Хищенко2
1 Вычислительный центр им. А. А. Дородницына РАН
2 Объединенный институт высоких температур РАН
chara@ccas.ru
Ключевые слова: ударная волна, волна разгрузки, высокотемпературная плазма, твердый дейтерий, теплопроводность, релаксация теплового потока
Страницы: 3-20

Аннотация >>
Рассматривается задача о встречном ударе волн разгрузки твердого дейтерия, возникающих при одновременном выходе двух одинаковых ударных волн на свободные поверхности, расположенные на некотором расстоянии друг от друга. Движение дейтерия описывается уравнениями односкоростной двухтемпературной гидродинамики. Модель теплопереноса электронов и ионов учитывает релаксацию тепловых потоков. Исследованы параметрические свойства задачи. Показано, что при уменьшении расстояния между свободными поверхностями максимальная температура плазмы перестает зависеть от этого параметра. При умеренных расстояниях между свободными поверхностями максимальная температура плазмы становится значительно ниже температуры, полученной ранее в задаче для уравнений бездиссипативной гидродинамики. При увеличении значений давления в падающей ударной волне максимальная ионная температура возрастает линейно, достигая значения, приближенно равного К, при давлении 500 Мбар. В случае ударной волны с давлением 50 Мбар при наличии зазора размером 2 мм между свободными поверхностями дейтерия выход термоядерных нейтронов увеличивается приблизительно в 10 раз по сравнению с выходом нейтронов в случае отсутствия зазора.


2.
Передача многоволнового лазерного излучения в исследуемый объем через плотные аэрозольные слои

В. Ф. Мышкин, В. А. Власов, В. А. Хан, В. Н. Ленский
Томский политехнический университет
gos100@tpu.ru
Ключевые слова: аэрозоль, лазер, межмодовые биения, интерференция, ослабление излучения
Страницы: 21-26

Аннотация >>
Приведены результаты расчетов передачи лазерного излучения через аэрозоль. Показано, что за счет межмодовых биений лазерное излучение может достигать исследуемого объема с меньшими потерями, чем некогерентное излучение.


3.
Взрывное метание жидкости из цилиндрического контейнера по имплозивной схеме

В. А. Быков, Е. Ф. Грязнов, В. Н. Охитин
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
Okhitin@sm.bmstu.ru
Ключевые слова: взрыв, имплозивная схема, жидкость, упругопластический корпус, разрушение
Страницы: 27-35

Аннотация >>
В плоской постановке численно исследуется процесс метания жидкости из цилиндрического контейнера продуктами мгновенной детонации накладного заряда взрывчатого вещества (имплозивная схема). В одномерном приближении с использованием численных расчетов получены аналитические формулы для асимптотических скоростей разлета жидкости и метания корпуса контейнера. В двумерной постановке изучено влияние разрушения корпуса на скорость разлета жидкости.


4.
Вычисление критической скорости ступенчатой стержневой системы при продольном ударе

А. А. Битюрин
Ульяновский государственный технический университет
denjgy0706@yandex.ru
Ключевые слова: стержневые системы, продольный удар, критические скорости, устойчивое состояние
Страницы: 36-42

Аннотация >>
Моделируется продольный упругий центральный удар системы однородного и ступенчатого стержней о жесткую преграду с помощью точного аналитического решения волнового дифференциального уравнения методом Даламбера с заданием необходимых начальных и граничных условий. С использованием формулы Эйлера получено аналитическое выражение для расчета критической скорости, при которой происходит потеря устойчивости стержневой системы.


5.
Резонансные колебания цилиндрической стенки разрядной камеры в результате электрического разряда в воде

В. М. Косенков
Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины
v.m.kosenkov@gmail.com
Ключевые слова: электрический разряд в жидкости, разрядная камера, резонанс, математическое моделирование
Страницы: 43-51

Аннотация >>
Исследовано влияние резонансных режимов взаимодействия парогазовой полости и стенки разрядной камеры на процесс обмена энергией между ними. В связанной геометрически и физически нелинейной постановке проведено математическое моделирование электродинамических, гидродинамических и упругопластических волновых процессов в разрядной камере. Определена зависимость количества энергии, передаваемой от конденсаторной батареи жидкости и твердому телу через их контактную границу, от параметров динамической системы.


6.
Анализ причин возникновения аэродинамического гистерезиса при летных испытаниях спускаемого аппарата "Союз" на гиперзвуковом участке спуска

О. Н. Хатунцева
Ракетно-космическая корпорация "Энергия"
ol-khatun@yandex.ru
Ключевые слова: гистерезис, демпфирование, аэродинамические коэффициенты
Страницы: 52-62

Аннотация >>
С использованием математической модели, разработанной для описания гистерезисных функций аэродинамических сил и моментов, зависящих как от угла атаки, так и от скорости его изменения, установлено, что появление гистерезиса при летных испытаниях спускаемого аппарата "Союз" на гиперзвуковом участке спуска обусловлено демпфированием.


7.
О силе, действующей на нагретую сферическую каплю, движущуюся в газообразной среде

Н. В. Малай1, К. С. Рязанов1, Е. Р. Щукин2, А. А. Стукалов1
1 Белгородский государственный университет
2 Объединенный институт высоких температур РАН
malay@bsu.edu.ru
Ключевые слова: движение нагретых капель в газе, гравитационное движение, приближение Стокса, сила сопротивления
Страницы: 63-71

Аннотация >>
В приближении Стокса выполнено теоретическое описание процесса обтекания нагретой капли сферической формы в вязкой неизотермической газообразной среде, внутри которой действуют равномерно распределенные источники (стоки) тепла постоянной мощности. Предполагалось, что средняя температура поверхности капли может существенно отличаться от температуры окружающей ее газообразной среды. При решении гидродинамических уравнений с учетом зависимости вязкости, теплопроводности и плотности газообразной среды от температуры получено аналитическое выражение для силы сопротивления и скорости ее дрейфа в поле силы тяжести.


8.
Групповые свойства и точные решения модели вибрационной конвекции бинарной смеси

И. И. Рыжков, И. В. Степанова
Институт вычислительного моделирования СО РАН
rii@icm.krasn.ru, stepiv@icm.krasn.ru
Ключевые слова: вибрационная конвекция, бинарная смесь, термодиффузия, групповая классификация, частично инвариантные решения
Страницы: 72-83

Аннотация >>
Рассматривается модель вибрационной конвекции бинарной смеси с учетом эффекта термодиффузии. Найдены симметрии уравнений модели в зависимости от значений физических параметров. Построено и исследовано частично инвариантное решение, описывающее разделение бинарной смеси в термодиффузионной колонне. Исследовано влияние продольных вибраций на режим течения и разделение смеси.


9.
Построение аппроксимационного решения задачи кавитационного обтекания диска

Л. Г. Гузевский
Сибирский университет потребительской кооперации
guzevsky@mail.ru
Ключевые слова: идеальная жидкость, кавитационные течения, диск, аппроксимационные формулы
Страницы: 84-90

Аннотация >>
Развит подход к аналитическому исследованию стационарного осесимметричного кавитационного обтекания тел потенциальным потоком идеальной несжимаемой жидкости. Построено приближенное аналитическое решение задачи Рябушинского для кавитатора в форме диска. Показано, что результаты расчета всех интегральных и локальных характеристик течения по предложенным аппроксимационным формулам в широком диапазоне значений числа кавитации незначительно отличаются от результатов численного решения задачи в точной нелинейной постановке.


10.
Акустические колебания газа вблизи вложенных тонкостенных цилиндрических препятствий в канале

Н. А. Хасанов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
nail_khasanov@mail.ru
Ключевые слова: собственные колебания, резонансные явления, спектральные свойства оператора Лапласа, тонкостенные препятствия в каналах и трубах
Страницы: 91-99

Аннотация >>
С помощью математической модели, описывающей собственные колебания газа вблизи нескольких тонкостенных цилиндрических препятствий в канале, для случая осесимметричного расположения препятствий найдены зависимости частот собственных колебаний от длины препятствий и их расположения. Для первых мод собственных колебаний найдены поле скоростей и распределение плотности газа в канале.


11.
Математическое моделирование движения жидкости, частично заполняющей вращающийся цилиндр с радиально расположенными ребрами

И. Б. Богоряд, Н. П. Лаврова
Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики Томского государственного университета
niipmm@mail.tomsknet.ru
Ключевые слова: вращающаяся полость, радиально расположенные ребра, вязкая жидкость, свободная поверхность, вихревое течение
Страницы: 100-105

Аннотация >>
С помощью конечно-разностных методов в двумерной постановке решается краевая задача о нестационарном вихревом движении вязкой несжимаемой жидкости со свободной поверхностью во вращающейся с переменной угловой скоростью полости, которая имеет форму прямого кругового цилиндра с равноотстоящими друг от друга радиальными ребрами. Получена зависимость коэффициента сопротивления ребра от его заглубления относительно свободной поверхности.


12.
Зависимость механизма дрейфа твердой частицы в нелинейном волновом поле от ее постоянной времени и длительности прохождения волновых фронтов

А. Л. Тукмаков
Институт механики и машиностроения Казанского научного центра РАН
tukmakov@mail.knc.ru
Ключевые слова: акустический резонатор, взвешенные в газе частицы, уравнения Навье-Стокса, постоянная времени частицы, длительность прохождения фронта волны сжатия, узлы и пучности стоячей волны скорости
Страницы: 106-115

Аннотация >>
Анализируется критерий, позволяющий в зависимости от соотношения между постоянной времени частицы, временем нарастания фронта волны сжатия и длительностью прохождения акустической волны определять преобладающий механизм и направление дрейфа твердой сферической частицы в нелинейном волновом поле закрытого акустического резонатора. Предполагается, что движение частиц происходит под действием сил Стокса, Архимеда и силы присоединенных масс.


13.
Численное моделирование образования газогидрата в пористом пласте конечной протяженности при продувке его газом

В. Ш. Шагапов1, М. К. Хасанов2, И. К. Гималтдинов3, М. В. Столповский2
1 Институт механики Уфимского научного центра РАН
2 Стерлитамакская государственная педагогическая академия им. З. Биишевой
3 Филиал Уфимского государственного авиационного технического университета в г. Стерлитамаке
s_maxim.pmm@mail.ru
Ключевые слова: газогидрат, метод ловли фронтов в узлы сетки, образование гидрата, разложение гидрата
Страницы: 116-126

Аннотация >>
Проведено моделирование процесса образования газогидрата в частично насыщенной водой области пористой среды конечной протяженности при продувке ее холодным газом. Исследовано влияние начальных параметров пористой среды, а также условий продувки на эволюцию гидратонасыщенности и температуры.


14.
Фильтрация флюида к горизонтальной скважине при изменении параметров зоны загрязнения

И. В. Воронич1, Л. А. Гайдуков2, Н. Н. Михайлов3
1 Московский физико- технический институт (государственный университет)
2 Институт проблем нефти и газа РАН
3 Российский государственный университет нефти и газа им. И. М. Губкина
voronich@pochta.ru, leonid68@inbox.ru, folko200@mail.ru
Ключевые слова: горизонтальная скважина, фильтрация, производительность, зона вблизи скважины, зона загрязнения, скин-фактор
Страницы: 127-135

Аннотация >>
Рассмотрена задача о стационарном фильтрационном течении несжимаемого однофазного флюида в окрестности горизонтальной скважины с изменяющейся проницаемостью в зоне загрязнения. На основе уравнения фильтрации с использованием закона Дарси численно исследована зависимость производительности горизонтальной скважины от различных параметров зоны загрязнения. Показано, что влияние на производительность скважины ряда параметров (размера зоны загрязнения, степени загрязнения, формы профиля проницаемости) весьма существенно. Предложена аналитическая аппроксимация относительной производительности горизонтальной скважины в изотропном пласте с учетом основных параметров зоны загрязнения. Получено выражение для скин-фактора, обусловленного загрязнением пласта.


15.
Численное исследование однофазной фильтрации газа в пористой среде

С. Д. Алгазин
Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН
algazinsd@mail.ru
Ключевые слова: однофазная фильтрация газа, пористая среда, уравнение Лейбензона, численный алгоритм без насыщения
Страницы: 136-146

Аннотация >>
Описывается методика численного решения уравнения однофазной нестационарной фильтрации газа в пористой среде. Проводится линеаризация классического уравнения Лейбензона. Для решения полученного линейного уравнения построен эффективный численный алгоритм без насыщения по пространственным переменным и времени.


16.
Решение методами гомотопического анализа и дифференциальной квадратуры задачи о свободно-конвективном магнитогидродинамическом течении на растягиваемой пластине c учетом эффекта Холла и массообмена

Х. Тэбэй1, M. A. Могими2, К. Амин3, M. A. Могими1
1 Университет Шэхида Бэхонэра Кермана
2 Исламский независимый университет Шираза
3 Ольборгский университет
tabaei.hamid@gmail.com, akf@me.aau.dk, moghimi64@yahoo.com
Ключевые слова: профили температуры, распределение скорости, метод дифференциальной квадратуры, эффект Холла, метод гомотопического анализа, автомодельное решение
Страницы: 147-160

Аннотация >>
Представлено аналитическое решение задачи о свободно-конвективном магнитогидродинамическом течении на растягиваемой пластине с учетом эффекта Холла и массообмена. Преобразованием подобия уравнения Навье-Стокса, энергии, закона Ома и массообмена приводятся к системе нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений. С использованием одного из аналитических методов решения нелинейных задач, а именно метода гомотопического анализа, аналитически решаются определяющие уравнения. Полученные результаты сравниваются с результатами расчетов, полученными с использованием перспективного численного метода дифференциальной квадратуры (МДК), развитого авторами данной работы. Показано, что результаты расчетов, полученные с помощью аналитического метода и МДК, хорошо согласуются. Проведено тестирование МДК, изучены зависимости скорости, температуры и концентрации от безразмерных параметров задачи.


17.
Структурно-кинетическая вероятностная модель разрушения и долговечность хрупких материалов

В. В. Шевелев
Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова
valeshevelev@yandex.ru
Ключевые слова: структурно-кинетическая вероятностная модель, хрупкий материал, разрушение, долговечность
Страницы: 161-168

Аннотация >>
Развит структурно-кинетический вероятностный подход к исследованию процесса хрупкого разрушения материалов. В рамках указанного подхода определены условия пассивного (скрытого) и активного развития процесса хрупкого разрушения материалов. Получено асимптотическое выражение для средней долговечности хрупких материалов в области малых напряжений, в которой происходит пассивное развитие процесса разрушения.


18.
Решение в пространстве состояний обобщенной задачи термоупругости с модулями упругости, зависящими от температуры, при наличии внутренних источников тепловыделения

М. И. Осман
Университет Эз-Заказика
m_i_othman@yahoo.com
Ключевые слова: термоупругость, пространство состояний, время релаксации, преобразования Лапласа и Фурье
Страницы: 169-182

Аннотация >>
C использованием преобразования Лапласа по времени и преобразования Фурье по пространственной переменной рассмотрено двумерное уравнение обобщенной термоупругости с одним временем релаксации в изотропной упругой среде с модулем упругости, зависящим от температуры, при наличии внутреннего источника тепловыделения. Для образов задача решается в пространстве состояний. Рассмотрена задача о нагреве по экспоненциальному временному закону верхней и нижней поверхностей пластины большой толщины. Получены выражения для образов перемещения, температуры и напряжений. Для получения обратного преобразования используется численный метод. Результаты решения задачи представлены в виде графиков. Проведено сравнение полученных результатов с результатами, предсказанными связанной теорией, в случае, когда модуль упругости не зависит от температуры.


19.
К построению теории пластического разрушения в окрестности поверхностей трения

С. Е. Александров, Е. А. Лямина
Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН
sergei_alexandrov@yahoo.com, lyamina@inbox.ru
Ключевые слова: трение, интенсивные пластические деформации, выдавливание, обработка давлением, пластичность
Страницы: 183-190

Аннотация >>
Предложен критерий пластического разрушения, учитывающий сингулярный характер теоретических решений вблизи поверхностей максимального трения и возникновение тонкого слоя интенсивных пластических деформаций вблизи поверхностей с большими удельными силами трения в реальных процессах обработки металлов давлением. В уравнение для толщины слоя интенсивных пластических деформаций и в критерий разрушения входит коэффициент интенсивности скорости деформации, по-видимому, характеризующий интенсивность физических процессов, происходящих в тонком слое материала вблизи поверхностей трения. Для определения толщины этого слоя используются некоторые экспериментальные данные. Критерий пластического разрушения анализируется на основе решения задачи о выдавливании полосы в условиях плоской деформации.


20.
Устойчивость консольно защемленной косоугольной неоднородной пластины в сверхзвуковом потоке газа

Т. Н. Исаулова, И. М. Лавит
Тульский государственный университет
tat.isa@mail.ru, IgorLavit@yandex.ru
Ключевые слова: аэроупругость, сверхзвуковой флаттер, стреловидное крыло, пластина, колебания
Страницы: 191-204

Аннотация >>
Рассматриваются колебания косоугольной неоднородной пластины, обтекаемой газовым потоком. Пластина защемлена на некотором участке одной из ее сторон. Взаимодействие потока с пластиной описывается с помощью поршневой теории. Решение задачи основано на использовании вариационного принципа Гамильтона и метода конечных элементов. Результаты расчетов сопоставляются с известными данными теоретических исследований и экспериментов. Для неоднородной пластины установлены параметры подобия задачи, которая в практически значимых случаях оказывается автомодельной по одному из параметров подобия. Это позволяет свести решение данной задачи к решению алгебраической задачи о собственных значениях.