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 5

1.
Исследование структуры фронта детонационной волны в смеси нитрометана с ацетоном

С. Н. Буравова
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН,
142432 Черноголовка, Московская область
E-mail: svburavova@yandex.ru
Страницы: 3-12

Аннотация >>
Показано, что передний фронт неоднородной детонационной волны представляет собой ударную волну, по которой перемещаются волновые структуры типа тройных ударных конфигураций. Экспериментально установлено, что в таких неоднородностях реакция происходит в косых ударных волнах. Очаги реакции на фронте волны имеют кольцевую форму. В смеси нитрометана с ацетоном 75:25 до 70% поверхности фронта занято реакцией в очагах на фронте волны. Выполнены измерения профиля массовой скорости, свидетельствующие о том, что в зоне разгрузки за плоскостью Жуге происходит догорание. Проведен расчет тепловыделения в реагирующей смеси в условиях уменьшения массовой скорости, показывающий возможность воспламенения в индукционной зоне вещества, не прореагировавшего в~неоднородностях. Выдвинуто предположение, что адиабатические вспышки являются механизмом, генерирующим неоднородности на фронте детонационной волны.


2.
Точное решение уравнений Навье–Стокса в слое жидкости между движущимися параллельно пластинами

А. Г. Петров
Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН,
119516 Москва
E-mail: petrov@ipmnet.ru
Страницы: 13-18

Аннотация >>
Исследуются точные решения уравнений Навье–Стокса для слоя между параллельными пластинами, расстояние между которыми увеличивается пропорционально квадратному корню из времени. Получены счетное множество точных решений и порождаемый ими счетный набор непрерывных семейств точных решений. Показано, что на некоторых интервалах параметра Рейнольдса существует два решения, на некоторых – одно.


3.
Сравнение моделей волновых режимов стекания пленок жидкости в линейном приближении

Д. Г. Архипов, Д. И. Качулин, О. Ю. Цвелодуб
Новосибирский государственный университет,
630090 Новосибирск
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе,
630090 Новосибирск
E-mail: tsvel@itp.nsc.ru
Страницы: 19-29

Аннотация >>
Рассмотрен ряд наиболее известных моделей волнового стекания тонких пленок жидкости по вертикальной плоскости. Для каждой модели проведен анализ линейной устойчивости плоскопараллельного движения. Построены кривые нейтральной устойчивости, дисперсионные соотношения и картины возмущенного течения при различных параметрах задачи. Выявлено, что среди всех моделей первого порядка точности по малому параметру – отношению толщины пленки к длине характерных возмущений – предлагаемая дивергентная система уравнений наиболее адекватно описывает рассматриваемый класс течений.


4.
Критерии устойчивости сдвигового течения жидкости и гиперболичность уравнений теории длинных волн

Е. Ю. Князева, А. А. Чесноков
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
Новосибирский государственный университет,
630090 Новосибирск
E-mails: la.lena@ngs.ru, chesnokov@hydro.nsc.ru
Страницы: 30-37

Аннотация >>
Показано соответствие условий гиперболичности интегродифференциальных уравнений теории длинных волн классическим критериям устойчивости сдвиговых потоков идеальной жидкости.


5.
Влияние немонотонной зависимости плотности воды от температуры на конвекцию при всестороннем нагреве

В. И. Букреев, А. В. Гусев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mail: bukreev@hydro.nsc.ru
Страницы: 38-46

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментального исследования свободной конвекции в закрытом прямоугольном контейнере с пресной водой, начальная температура которой меньше постоянной температуры воздуха вне контейнера. Показано, что в процессе распространения тепла из пограничных слоев на стенках в основную массу воды существенную роль играет конвективная неустойчивость. В случае когда начальная температура воды больше температуры, при которой ее плотность максимальна (примерно 4°), конвективная неустойчивость имеет место только в пограничном слое на дне контейнера. При температуре воды меньше 4° конвективная неустойчивость существует в течение некоторого промежутка времени также в пограничном слое на крышке. Приведена количественная информация об изменении температуры и плотности воды во времени и по вертикальной координате.


6.
Автомодельное вырождение турбулентного следа за буксируемым телом в пассивно стратифицированной среде

О. В. Капцов, А. В. Фомина*, Г. Г. Черных**, А. В. Шмидт
Институт вычислительного моделирования СО РАН,
660041 Красноярск
*Кузбасская государственная педагогическая академия,
654066 Новокузнецк
**Институт вычислительных технологий СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mails: kaptsov@icm.krasn.ru, fav@rdtc.ru,
chernykh@ict.nsc.ru, schmidt@icm.krasn.ru
Страницы: 47-54

Аннотация >>
Рассматривается математическая модель дальнего турбулентного следа за буксируемым телом в пассивно стратифицированной среде, основанная на известной полуэмпирической (e-ε)-модели турбулентности. Выполнен теоретико-групповой анализ исследуемой модели. С помощью метода B-определяющих уравнений осуществлена редукция модели к системе обыкновенных дифференциальных уравнений, которая решалась численно. Проведено сопоставление полученного решения с автомодельным решением, найденным путем непосредственного численного интегрирования дифференциальных уравнений модели на больших расстояниях от тела.


7.
Течения, возникающие при разрушении плотины на скачке ширины прямоугольного канала

В. В. Остапенко
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
Новосибирский государственный университет,
630090 Новосибирск
E-mail: ostapenko_vv@ngs.ru
Страницы: 55-66

Аннотация >>
В рамках первого приближения теории мелкой воды изучается разрешимость задачи о течениях, возникающих при разрушении плотины на скачке ширины прямоугольного канала. Рассмотрены два случая, когда ширина канала в верхнем бьефе больше или меньше ширины канала в нижнем бьефе. Показано, что в первом случае задача однозначно разрешима в предположении о сохранении полной энергии потока на скачке ширины канала, во втором случае решение задачи при некоторых начальных данных существует только при условии потери полной энергии потока на этом скачке.


8.
Оценка высот волн, вызванных подводным оползнем в ограниченном водоеме

Г. С. Хакимзянов, Н. Ю. Шокина
Институт вычислительных технологий СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mails: khak@ict.nsc.ru, nina.shokina@ict.nsc.ru
Страницы: 67-78

Аннотация >>
Получено уравнение движения подводного оползня по неровному склону водоема под действием сил тяжести, плавучести, трения и сопротивления воды. В рамках нелинейной модели мелкой воды выполнено численное моделирование поверхностных волн, генерируемых при движении оползня по неровному дну. Исследовано влияние размеров оползня, коэффициента трения и других параметров на величину максимального заплеска порожденных оползнем волн на берега водоема с параболической формой дна.


9.
Экспериментальная проверка метода расчета параметров потока в рабочей части импульсной аэродинамической трубы

Ю. В. Громыко, А. А. Маслов, П. А. Поливанов, И. С. Цырюльников, В. В. Шумский, М. И. Ярославцев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mails: shumsky@itam.nsc.ru, yaroslav@itam.nsc.ru
Страницы: 79-89

Аннотация >>
Изложены результаты сравнения расчетных параметров газового потока в рабочей части высокоэнтальпийной установки кратковременного режима – импульсной аэродинамической трубы ИТ-302М – с экспериментально определенными значениями. Показано, что различие измеренных двумя способами характеристик потока в рабочей части (расхода, определенного с помощью метода наполнения баллона, и физической скорости, определенной с помощью метода PIV) и их расчетных значений не превышает нескольких процентов. В экспериментах установлено, что предположения и допущения, принятые для расчета параметров потока в рабочей части, достаточно точно описывают процессы, происходящие в газодинамическом тракте импульсной трубы. Обнаружено, что наиболее существенное различие расчетных и экспериментальных значений обусловлено двумя факторами: неучетом потерь тепла от рабочего тела (газового потока) к стенкам первой форкамеры и неопределенностью в восстановлении величины давления в первой форкамере в момент t = 0.


10.
Численное решение задачи о течении и теплопередаче в тонкой жидкой пленке на нестационарно растягивающейся пластине во влажной пористой среде при наличии теплового излучения

М. М. Хайдер, А. М. Меджахед
Университет г. Бенха,
13518 Бенха, Египет
E-mails: mohamedmbd@yahoo.com, ah_mg_sh@yahoo.com
Страницы: 90-103

Аннотация >>
Теоретически и численно иcследуется задача о течении и теплопередаче на нестационарно растягивающейся пластине, расположенной в пористой среде, при наличии теплового излучения. С использованием метода вариационных итераций уравнения непрерывности, импульса и энергии, которые являются связанными нелинейными дифференциальными уравнениями в частных производных, приводятся к системе двух нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений. Изучена сходимость предложенного метода, получена оценка его погрешности. Исследовано влияние различных параметров, таких как параметр Дарси, параметр теплового излучения и число Прандтля, на профили скорости течения и температуры, а также на локальный коэффициент поверхностного трения и локальное число Нуссельта. Показано, что результаты, полученные методом вариационных итераций, хорошо согласуются с данными, полученными методом Рунге–Кутты совместно с методом пристрелки.


11.
Анализ тепломассопереноса в случае нестационарного течения в пограничном слое в пористых средах с переменной вязкостью и температуропроводностью

С. Хуснэйн, А. Мехмуд*, А. Али
Университет Куэйд-ай-Азэм,
45320 Исламабад, Пакистан
*Международный исламский университет,
Н-10 Исламабад, Пакистан
E-mail: ahmerqau@yahoo.co.uk
Страницы: 104-116

Аннотация >>
Проведен подробный математический анализ нестационарного течения в пограничном слое вязкой жидкости, протекающей через пористые среды, при наличии тепломассопереноса. Предполагается, что на поверхности имеет место отсос или вдув жидкости. C использованием преобразования подобия система управляющих нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных преобразована в систему нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений и решена аналитически и численно с помощью метода гомотопического анализа и метода Рунге–Кутты совместно с методом стрельбы соответственно. Сравнение аналитического и численного решений показало, что они хорошо согласуются.


12.
Радиационный теплообмен при обтекании плоскости гиперзвуковым потоком газа от сферического источника

Н. Н. Пилюгин
Научно-исследовательский институт механики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова,
119192 Москва
E-mail: pilyugin@yandex.ru
Страницы: 117-126

Аннотация >>
Получено асимптотическое решение уравнений радиационной газодинамики, описывающих стационарное взаимодействие двух гиперзвуковых потоков газа, истекающих из двух идентичных сферических источников. В предположении, что газ в ударном слое находится в локальном термодинамическом равновесии и в нем происходит объемное высвечивание (потеря энергии на излучение), получено распределение газодинамических функций и температуры в аналитическом виде. Исследованы зависимости формы ударной волны и лучистого потока на контактной плоскости от параметров задачи.


13.
Влияние теплового излучения на свободную конвекцию в потоке неньютоновской жидкости, обтекающем вертикальный конус, погруженный в пористую среду, при наличии источника тепла

М. А. А. Махмуд
Университет г. Бенха,
13518 Бенха, Египет
E-mail: mostafabdelhameed@yahoo.com
Страницы: 127-135

Аннотация >>
Изучается влияние теплового излучения на свободную конвекцию в потоке неньютоновской жидкости, обтекающем вертикальный конус, погруженный в пористую среду, при наличии источника тепла. С помощью преобразования подобия определяющие уравнения задачи приводятся к системе нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений, которая решается численно. Результаты вычислений представлены в виде графиков. Анализируется влияние различных физических параметров и локального числа Нуссельта на скорость потока и температуру.


14.
Вариационные принципы и оптимальные решения обратных задач изгиба пластин при ползучести

К. С. Бормотин, А. И. Олейников
Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет,
681013 Комсомольск-на-Амуре
E-mail: cvmi@knastu.ru
Страницы: 136-146

Аннотация >>
Показано, что обратные задачи изгиба пластин теории установившейся ползучести как в геометрически линейной, так и в нелинейной постановке можно представить в вариационной формулировке. В результате применения процедуры метода конечных элементов к полученным функционалам определяются их стационарные значения, соответствующие решениям двух задач: неупругого деформирования и упругой разгрузки. С использованием критерия минимизации поврежденности в функционалах обратных задач формулируются оптимальные законы деформирования при ползучести. Поставленные задачи сведены к задачам, решаемым методом конечных элементов с помощью комплекса MSC.Marc.


15.
Два класса колебаний короткого кругового цилиндра

Л. И. Фридман
Самарский государственный архитектурно-строительный университет,
443001 Самара
E-mail: levfridman@rambler.ru
Страницы: 147-154

Аннотация >>
Приводится решение стационарной динамической задачи теории упругости, описывающее два класса собственных неосесимметричных колебаний конечного кругового цилиндра. В частном случае осевой симметрии полученное решение описывает известные два класса осесимметричных колебаний: колебания первого класса переходят в продольно-поперечные колебания, а колебания второго класса – в крутильные колебания. Существование двух классов неосесимметричных колебаний обусловлено граничными условиями на торцах. Показано, что по мере увеличения длины (высоты) цилиндра влияние граничных условий на торцах на частотный спектр ослабевает, частоты колебаний двух классов становятся приближенно равными, а затем совпадают.


16.
Анализ устойчивости цилиндрических оболочек, содержащих жидкость с осевой и окружной компонентами скорости

С. А. Бочкарев, В. П. Матвеенко
Институт механики сплошных сред УрО РАН,
614013 Пермь
E-mails: bochkarev@icmm.ru, mvp@icmm.ru
Страницы: 155-165

Аннотация >>
Проведен анализ устойчивости упругой круговой цилиндрической оболочки вращения, взаимодействующей с потоком сжимаемой жидкости (газа), имеющим как осевую, так и тангенциальную составляющие. Поведение жидкости исследуется в рамках потенциальной теории. Для описания упругой оболочки используется классическая теория оболочек. Численное решение задачи проводится на основе полуаналитического варианта метода конечных элементов. Представлены результаты численных экспериментов, выполненных для оболочек с различными граничными условиями и геометрическими размерами. Оценено влияние вращения жидкости на критические скорости потока и осевого течения жидкости на критические угловые скорости ее вращения.


17.
Влияние сжимаемости материала на решение упругопластической задачи о плоской деформации

О. А. Киликовская, Н. В. Овчинникова
Научно-исследовательский институт механики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова,
119192 Москва
E-mail: ovch-n@yandex.ru
Страницы: 166-173

Аннотация >>
Рассмотрена модельная задача о плоской деформации упругопластического материала. Показано, что вид напряженного состояния в плоскости нагружения влияет на зависимость решения от коэффициента Пуассона. Установлено, что для состояния, при котором величины главных напряжений в плоскости нагружения приближенно равны, влияние сжимаемости значительно, поэтому ее необходимо учитывать. Показано, что если главные напряжения в плоскости нагружения имеют разные знаки, то решения для сжимаемого и несжимаемого материалов практически совпадают.


18.
Нахождение предела упругого деформирования в концевой области физического разреза при произвольном нагружении его берегов

В. В. Глаголев, А. А. Маркин
Тульский государственный университет,
300600 Тула
E-mails: vadim@tsu.tula.ru, markin@uic.tula.ru
Страницы: 174-183

Аннотация >>
Предложена модель, описывающая напряженно-деформированное состояние в окрестности физического разреза при произвольном распределении внешней нагрузки по его берегам. Рассмотрено напряженно-деформированное состояние материала слоя, ограниченного продолжениями берегов разреза. В результате взаимодействия слоя и внешних полуплоскостей получена замкнутая система интегродифференциальных уравнений для средних компонент напряжений в слое, которая распадается на два уравнения для нормальных средних напряжений и уравнение для среднего сдвигового напряжения. Приведены численные решения системы для случаев симметричного и антисимметричного нагружения берегов сосредоточенными силами. Рассмотрены условия перехода концевой области разреза в состояние пластичности и разрушения.


19.
Верхняя оценка предельной нагрузки для растягиваемого цилиндра с мягким сварным (паяным) швом, содержащим трещину

С. Е. Александров
Институт проблем механики РАН,
119526 Москва
E-mail: sergeyaleksandrov@yahoo.com
Страницы: 184-191

Аннотация >>
При оценке работоспособности различных конструкций, в частности конструкций с мягким сварным (паяным) швом, предельная нагрузка является одной из основных характеристик. В ряде случаев различие пределов текучести основного материала и материала шва настолько велико, что пластическая деформация локализуется в тонком шве. С учетом некоторых особенностей такого распределения деформаций получена верхняя оценка предельной нагрузки растягиваемого осесимметричного образца с трещиной в сварном (паяном) шве.


20.
Нейтрализатор с газовым эжектором

С. Т. Барашкин, М. Ш. Гадельшин, Б. Т. Породнов
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина,
620002 Екатеринбург
E-mail: bars@dpt.ustu.ru
Страницы: 192-196

Аннотация >>
Изучена модель нейтрализатора с газовым эжектором, основной элемент которого – звуковое сопло – представляет собой зазор между двумя коническими поверхностями. Представлены распределения статического давления, измеренного вдоль оси нейтрализатора при различных значениях давления газа в ресивере. Приведены значения давления торможения, полного расхода, толщины газовой мишени, коэффициента разделения потока, числа Кнудсена, газодинамической эффективности нейтрализатора, вычисленные по значениям давления газа на оси нейтрализатора в точке с координатой z/d =3, представлены распределения статического давления в характерных поперечных сечениях нейтрализатора.