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

2012 год, номер 4

1.
Построение уравнения состояния пористой смеси конденсированных компонентов

Р. К. Бельхеева
Новосибирский военный институт внутренних войск им. И. К. Яковлева МВД РФ,
630114 Новосибирск
Новосибирский государственный университет,
630090 Новосибирск
E-mails: rumia@post.nsu.ru, rimbel@academ.org
Страницы: 3-15

Аннотация >>
Предложен метод построения уравнения состояния простой термодинамически равновесной смеси, основанный на гипотезе аддитивности объемов ее компонентов. Равновесное состояние определяется условиями равенства давлений, температур и скоростей составляющих смеси. При описании смеси используется модель взаимопроникающих и взаимодействующих континуумов, в которой учитывается наличие газа в порах. Единообразно (в форме уравнения Ми—Грюнайзена) представлены уравнения состояния смеси и всех компонентов включая газообразный. Путем представления функций в виде рядов Тейлора получены соотношения, позволяющие выражать параметры уравнения состояния смеси через соответствующие параметры и массовые концентрации компонентов. Проведены численные расчеты ударно-волнового нагружения и изоэнтропического расширения сплошных и пористых меди, вольфрама, смесей вольфрам — медь и вольфрам — никель — медь. Показано, что полученное уравнение состояния смеси достаточно точно описывает поведение многокомпонентных сред при распространении в них ударных волн и волн разгрузки.


2.
Сверхзвуковое обтекание проволочной решетки потоком разреженного газа

М. Ю. Плотников
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mail: plotnikov@itp.nsc.ru
Страницы: 16-25

Аннотация >>
Методом прямого статистического моделирования проведено исследование плоскопараллельного сверхзвукового течения газа через решетку, образованную рядом параллельных бесконечных проволочек. Выявлены характерные особенности формирования ударного возмущения при взаимодействии сверхзвукового потока с проницаемой решеткой. Особое внимание уделено изучению влияния геометрических параметров проволочной преграды на число частиц, столкнувшихся с поверхностью проволочек.


3.
Влияние микровдува газа с поверхности пластины на ее сопротивление

А. В. Базовкин, В. М. Ковеня, В. И. Корнилов*, А. С. Лебедев, А. Н. Попков*
Институт вычислительных технологий СО РАН,
630090 Новосибирск
*Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mail: kovenya@ict.nsc.ru
Страницы: 26-37

Аннотация >>
Численно моделируются течения газа вблизи пластины при малых скоростях. Исследуется влияние интенсивности микровдува с части поверхности и его распределения на значения локального и интегрального коэффициентов трения. Показано, что при сохранении общей интенсивности вдува интегральное значение трения практически не зависит от распределения участков вдува по поверхности. Полученное в расчетах уменьшение сопротивления трения качественно и количественно согласуется с результатами экспериментальных исследований.


4.
Конические закрученные течения и их обобщения

С. В. Хабиров
Институт механики Уфимского научного центра РАН,
450054 Уфа
E-mail: habirov@anrb.ru
Страницы: 38-47

Аннотация >>
Исследованы новые закрученные течения, представляющие собой течения в каналах, обтекание тел вращения и сток или источник на оси симметрии. Рассмотрены построенные по надгруппе групповые решения, являющиеся обобщениями конических течений.


5.
Аналитическое решение задачи о течении пуазейля с использованием эллипсоидально-статистической модели кинетического уравнения Больцмана

В. Н. Попов, И. В. Тестова*, А. А. Юшканов**
Архангельский государственный технический университет,
163002 Архангельск
*Поморский государственный университет,
163002 Архангельск
**Московский государственный областной университет,
105005 Москва
E-mail: popov.vasily@pomorsu.ru
Страницы: 48-56

Аннотация >>
В рамках кинетического подхода в изотермическом приближении построено аналитическое (в виде ряда Неймана) решение задачи о течении разреженного газа в плоском канале с бесконечными стенками при наличии параллельного им градиента давления (течении Пуазейля). В качестве основного уравнения используется эллипсоидально-статистическая модель кинетического уравнения Больцмана, а в качестве граничного условия — модель диффузного отражения. С учетом полученной функции распределения вычислены плотности потоков массы и тепла в направлении градиента давления на единицу длины канала в направлении оси y' и построены профили массовой скорости газа и потока тепла в канале. Выполнен анализ результатов, полученных при переходе к континуальной и свободномолекулярной моделям течения, и проведено их сравнение с аналогичными результатами, полученными численными методами.


6.
Критические числа рейнольдса течения Куэтта колебательно-возбужденного двухатомного газа. Энергетический подход

Ю. Н. Григорьев, И. В. Ершов*
Институт вычислительных технологий СО РАН,
630090 Новосибирск
*Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет,
630008 Новосибирск
E-mails: grigor@ict.nsc.ru, i_ershov@ngs.ru
Страницы: 57-73

Аннотация >>
В рамках нелинейной энергетической теории гидродинамической устойчивости выведено уравнение энергетического баланса для плоскопараллельных течений колебательно-возбужденного двухатомного газа, описываемых двухтемпературной релаксационной моделью. Для этого уравнения рассмотрена вариационная задача вычисления критических значений числа Рейнольдса Recr, определяющих нижнюю границу возможного начала ламинарно-турбулентного перехода. Получены асимптотические оценки Recr, показывающие, что критические числа Рейнольдса зависят от числа Маха, объемной вязкости, времени релаксации. С помощью метода коллокаций численно решена задача для произвольных волновых чисел. Показано, что в реальном для двухатомных газов диапазоне параметров режима течения минимальные критические значения числа Рейнольдса достигаются на модах продольных возмущений и с ростом указанных параметров увеличиваются в пределе приблизительно в 2,5 раза.


7.
Образование каверны на начальном этапе движения кругового цилиндра в жидкости с постоянным ускорением

М. В. Норкин
Южный федеральный университет,
344090 Ростов-на-Дону
E-mail: norkin@math.rsu.ru
Страницы: 74-82

Аннотация >>
Рассматривается совместное движение идеальной жидкости и полностью погруженного в нее кругового цилиндра на малых временах. Предполагается, что цилиндр, первоначально находившийся в состоянии покоя, движется в горизонтальном направлении с постоянным ускорением. Исследована динамика внутренней и внешней свободных границ жидкости на малых временах. Проведен асимптотический анализ формы внутренней свободной границы вблизи точек отрыва. Показано, что при большом ускорении кругового цилиндра позади него образуется достаточно большая каверна, при этом наблюдается сильное возмущение внешней свободной границы жидкости над поверхностью цилиндра.


8.
Расчет движения сферической капли в среде Бингама

Ю. В. Пивоваров
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mail: pivov@hydro.nsc.ru
Страницы: 83-96

Аннотация >>
Проведено математическое моделирование наблюдаемого в эксперименте процесса сближения двух одинаковых масляных капель, находящихся в равноплотном спиртово-водном растворе (матрице). Установлено, что капля движется циклически в режиме покой — разгон — торможение со временем цикла порядка 10–2 с. Нарушение баланса сил на границе капли в состоянии покоя обусловлено тем, что касательные напряжения на ней не могут превышать предел текучести матрицы, при этом нормальные напряжения определяются из решения задачи теории упругости, поскольку межмолекулярные связи в покоящейся матрице делают ее подобной твердому телу. Результаты расчетов движения капли и экспериментальные данные хорошо согласуются в течение всего процесса сближения капель, за исключением финальной стадии, что можно объяснить неучетом гидродинамического взаимодействия капель.


9.
Моделирование зоны проникновения при использовании буровых растворов на водной и нефтяной основе

И. Н. Ельцов, Г. В. Нестерова, А. А. Кашеваров*
Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН,
630090 Новосибирск
*Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mails: YeltsovIN@ipgg.nsc.ru, NesterovaGV@ipgg.nsc.ru
Страницы: 97-104

Аннотация >>
На основе численного моделирования исследованы гидродинамические процессы вытеснения пластовых флюидов в нефтенасыщенном коллекторе при бурении вертикальных скважин с учетом режима бурения и типа бурового раствора (водно-глинистого или на нефтяной основе). Изучено влияние гидродинамических характеристик зоны проникновения на удельное электрическое сопротивление в зависимости от типа бурового раствора. С использованием результатов численного моделирования для интерпретации диаграмм высокочастотного электромагнитного каротажа построены геоэлектрические и гидродинамические модели в коллекторах с различным флюидонасыщением.


10.
Диффузионное взаимодействие ступеней роста при вакуумном осаждении

А. А. Бочкарев, В. И. Полякова
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mail: anaboch@itp.nsc.ru
Страницы: 105-111

Аннотация >>
С использованием модифицированной модели сорбции Ленгмюра исследовано взаимодействие двух прямолинейных параллельных ступеней роста в условиях насыщения. Показано, что при сближении ступеней роста скорость их перемещения уменьшается, чем объясняется явление затрудненного слияния островков конденсата в процессах вакуумного осаждения в режиме послойного заполнения атомных слоев. Указана причина этого явления: наложение поверхностных диффузионных слоев, представляющих собой источник материала для питания ступеней роста. Выявлены особенности поверхностной диффузии и нуклеации при условиях, близких к условиям насыщения. Показано, что нуклеация островков нового атомного слоя при пересыщении и нуклеация островков пустых вакансий в слое, расположенном ниже, при условиях ненасыщения асимметричны. Полученные результаты могут быть использованы для развития технологии создания тонких пленок вакуумным осаждением.


11.
Взаимодействие двумерных тепловых «факелов» от локальных источников энергии в условиях сопряженной естественной конвекции в горизонтальном цилиндре

М. А. Шеремет
Томский государственный университет,
634050 Томск
E-mail: Michael-sher@yandex.ru
Страницы: 112-123

Аннотация >>
Проведен численный анализ сопряженной термогравитационной конвекции в горизонтальном цилиндре с двумя источниками энергии с постоянной температурой в условиях конвективного теплообмена с внешней средой. Математическая модель сформулирована в безразмерных переменных функция тока — вектор завихренности — температура. Проанализировано влияние определяющих параметров (чисел Рэлея и Прандтля, температуры источников энергии, времени, относительной теплопроводности) как на локальные термогидродинамические характеристики (линии тока и поле температуры), так и на интегральный параметр (среднее число Нуссельта на поверхности источников тепловыделения).


12.
Формирование рельефа дневной поверхности в районе коллизии плит: Математическое моделирование

С. Н. Коробейников*,**, В. В. Ревердатто***, О. П. Полянский***, В. Г. Свердлова***, А. В. Бабичев***
*Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
**Новосибирский государственный университет,
630090 Новосибирск
***Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mails: s.n.korobeynikov@mail.ru, rever@iggm.nsc.ru
Страницы: 124-137

Аннотация >>
Проводится математическое моделирование процесса коллизии плит земной коры, основанное на численном решении уравнений механики деформируемого твердого тела методом конечных элементов с использованием пакета MSC.Marc. Взаимодействие плит между собой и с мантией описывается решением контактной задачи с неизвестной заранее границей контакта рассматриваемых тел. Материал мантии предполагается идеальным упругопластическим с поверхностью текучести Хубера—Мизеса, а для описания свойств материала плит используется модель упругопластичности с параболической функцией текучести Друкера—Прагера, учитывающей разрушение в области растягивающих напряжений. В результате математического моделирования установлено, что профили дневной поверхности плит в области их коллизии качественно и количественно соответствуют рельефам, наблюдаемым в природе в аналогичных условиях.


13.
Зарождение трещин в перфорированном тепловыделяющем массиве, упругие свойства которого зависят от температуры

А. Р. Вагари, В. М. Мирсалимов
Институт математики и механики НАН Азербайджана,
AZ1141 Баку, Азербайджан
E-mail: mir-vagif@mail.ru
Страницы: 138-148

Аннотация >>
Построена математическая модель зарождения трещин в перфорированном тепловыделяющем массиве, ослабленном двоякопериодической системой охлаждающих цилиндрических каналов с круглым поперечным сечением. Решение задачи о равновесии изотропного перфорированного тепловыделяющего массива с зародышевыми трещинами, свойства которого зависят от температуры, сводится к решению систем алгебраических и нелинейных сингулярных интегральных уравнений с ядром типа ядра Коши. С использованием решения этих уравнений находятся усилия в зонах зарождения трещин. Условие появления трещины формулируется с учетом критерия предельного растяжения связей материала.


14.
Применение кинетической теории при анализе длительного

А. М. Локощенко
Институт механики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова,
119192 Москва
E-mail: loko@imec.msu.ru
Страницы: 149-164

Аннотация >>
Приведен аналитический обзор результатов, полученных с использованием кинетической теории ползучести и длительной прочности при анализе длительного разрушения металлов в условиях сложного напряженного состояния. Отмечается вклад выдающихся советских ученых Л. М. Качанова и Ю. Н. Работнова, которые ввели понятие поврежденности материалов и разработали основы кинетической теории. Различные варианты этой теории используются в исследованиях российских и зарубежных ученых. Рассмотрена возможность применения кинетической теории при моделировании особенностей деформирования и разрушения металлов в условиях ползучести с использованием скалярных, векторных и тензорных параметров поврежденности, а также их комбинаций.


15.
Эволюция автоволн локализации деформации в циркониевом сплаве и оценка запаса пластичности в очаге прокатки

Н. А. Плосков, В. И. Данилов, Л. Б. Зуев, А. С. Заводчиков*, И. О. Болотина**, Д. В. Орлова
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН,
634021 Томск
*Пермский государственный технический университет,
614990 Пермь
**Томский политехнический университет,
634030 Томск
E-mail: dvi@ispms.tsc.ru
Страницы: 165-170

Аннотация >>
С целью исследования напряженно-деформированного состояния циркониевого сплава в очаге холодной прокатки рассмотрены процесс эволюции автоволн локализации деформации и изменения скорости распространения ультразвука. Установлено, что на участке перехода от зоны осадки к зоне редуцирования происходит значительное исчерпание запаса пластичности материала, поэтому на указанном участке наиболее вероятно разрушение. Показано, что с помощью традиционных способов оценки запаса пластичности по механическим характеристикам выявить такой участок невозможно, необходим комплексный анализ картин макролокализации пластической деформации и результатов акустических измерений.


16.
К расчету пластины с локальным возмущением формы

А. Г. Колпаков
Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики,
630102 Новосибирск
E-mail: algk@ngs.ru
Страницы: 171-182

Аннотация >>
На основе метода локальных возмущений решения изучается асимптотика решения задачи изгиба пластин с локальными возмущениями формы (соединения, ребра, отверстия, сравнимые по размеру с толщиной пластины) в~трехмерной постановке. Проводится полная декомпозиция задачи — разделение на двумерную задачу теории пластин и локальные задачи, описывающие трехмерное напряженно-деформированное состояние в области возмущения. С использованием численных методов решены локальные задачи.


17.
Движение жесткого штампа с малой скоростью по границе вязкоупругой полуплоскости

А. В. Марк
Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН,
119526 Москва
E-mail: A-V-Mark@yandex.ru
Страницы: 183-190

Аннотация >>
Рассмотрена контактная задача о взаимодействии жесткого штампа с вязкоупругой полуплоскостью. Определена зависимость перемещения границы полуплоскости от приложенной к ней нормальной нагрузки, выведено и решено методом «малых λ« интегральное уравнение для определения контактного давления. В графическом виде представлены распределения контактных давлений под штампом.