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

1976 год, номер 5

1.
«Полые» функции источника в задачах радиационной газодинамики

Н. Г. Преображенский, С. Л. Ширикова
Новосибирск
Страницы: 3-9

Аннотация >>
Круг известных классов функции источника, используемых в радиационной газодинамике и спектроскопии оптически плотной плазмы, расширяется путем введения «полых» функций, максимум которых отстоит от оси излучателя. Вводится безразмерная нормированная энергетическая яркость и изучается ее зависимость от оптической толщины слоя для нескольких типов параметрических моделей функции источника. В ряде случаев расчеты приводят к «надпланковскому» избытку энергетической яркости. На основе проделанных расчетов могут быть определены разнообразные контурные и интегральные спектральные характеристики излучающего потока газа или плазмы.


2.
К оценке точности дифференциального приближения уравнения лучистого переноса

A. М. Шварцбург
Новосибирск
Страницы: 9-13

Аннотация >>
Коэффициенты переноса, вводящие в дифференциальные уравнения радиационного теплообмена, зависят от распределения интенсивности излучения по направлениям. Проводится численное исследование этой зависимости, а также сравнение величин лучистых потоков, полученных из точного решения и с помощью приближенных дифференциальных уравнений с осредненными значениями коэффициентов. Показано, что дифференциальное приближение применимо в широком диапазоне оптических толщин.


3.
Об изменении коэффициента усиления в ударном слое при обтекании затупленных тел сверхзвуковым потоком с инверсной населенностью

Б. В. Егоров, В. Н. Комаров, Г. Н. Саяпин
Москва
Страницы: 13-20

Аннотация >>
Исследуется поведение коэффициента усиления слабого сигнала в ударном слое при обтекании затупленных тел невязким потоком релаксирующей смеси газов CO2–N2–Н2О с инверсной населенностью для колебательно-вращательных переходов (00o1)—(10o0) молекулы CO2. Изучается поведение коэффициента усиления как в дозвуковой, так и сверхзвуковой областях ударного слоя при изменении угла наклона ударной волны по отношению к вектору скорости набегающего потока от 90o до угла Маха. Расчеты показывают, что если условия среды с инверсной населенностью в набегающем потоке способствуют увеличению коэффициента усиления слабого сигнала на фронте ударной волны, то при малых интенсивностях волны в ударном слое существует достаточно обширная зона с увеличенным коэффициентом усиления. Приведены результаты аналитического исследования изменения коэффициента усиления при воздействии слабых возмущений, распространяющихся по инверсной среде. Показано, что в зависимости от значения вращательного квантового числа в слабой ударной волне или волне разрежения может происходить как увеличение коэффициента усиления, так и его ослабление.


4.
Экспериментальное исследование заселенности вращательных уровней молекул в свободной струе азота

Б. Н. Борзенко, Н. В. Карелов, А. К. Ребров, Р. Г. Шарафутдинов
Новосибирск
Страницы: 20-31

Аннотация >>
Дано описание методики диагностики с помощью пучка электронов. Приведены результаты исследования заселенности вращательных уровней молекул в свободной струе азота низкой плотности. Установлено, что в процессе расширения отход от равновесия между вращательными и поступательными степенями свободы происходит с нарушением больцмановского распределения заселенностей вращательных уровней; при изменении режима течения от сплошного до режима рассеяния вращательная релаксация подвержена влиянию фона, создание которого инициируется молекулами из окружающего пространства, при увеличении p0d до 480 мм рт. ст. мм вращательные степени свободы приближаются к равновесию с поступательными, дальнейшее увеличение p0d ведет к нарушению этой тенденции. Показано, что ранее использованный метод наклона определения вращательной температуры имеет существенные ограничения при исследовании потоков газа с большими градиентами параметров. Обсуждаются возможные механизмы нарушения больцмановского распределения заселенностей.


5.
Определение функции распределения молекул по скоростям и ее моментов из время-пролетных измерений

Ю. Е. Воскобойников, А. Е. Зарвин, А. А. Полтавец, Я. Я. Томсонс, Р. Г. Шарафутдинов
Новосибирск
Страницы: 32-41

Аннотация >>
Предлагается метод обработки результатов время-пролетных измерений, с помощью которого устраняются искажения, вносимые аппаратным уши рением, и восстанавливается функция распределения скоростей молекул произвольного вида. Первый и второй центральный моменты восстановленного распределения отождествляются с гидродинамической скоростью и средней энергией параллельной поступательной степени свободы соответственно. Восстановление произвольной функции распределения производится с использованием статистической регуляризации. В случае максвелловского распределения применяется способ непосредственного восстановления моментов. Сравнение обоих способов проводится на модельных задачах.


6.
Неравновесное расширение углекислого газа при температурах торможения до 1200 К

Н. Г. Жаркова, В. В. Проккоев, А. К. Ребров, В. Н. Ярыгин
Новосибирск
Страницы: 41-45

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования влияния процессов колебательной релаксации и конденсации на расширение CO2 в свободной струе за звуковым соплом. Особенности неравновесного расширения CO2 изучались на основе измерения локальной плотности на оси струи с помощью электронного пучка. Подогрев газа осуществлялся в омическом подогревателе. Измерения производились на расстояниях 12, 20, 30 калибров от среза сопла в диапазоне температур торможения 300–1200 К и значений p0d = (1–18)×102 мм рт. ст. мм. Хотя в области замороженных релаксационных процессов расширение происходит с γ = 1,4, роль зоны с релаксацией существенна. Изменение температуры и давления заметно влияет на распределение относительной плотности на оси струи в сверхзвуковой области. Плотность на оси струи соответствует расширению с эффективным показателем адиабаты, меньшим γ = 1,4. Зависимость относительной плотности (плотность в точке измерения, отнесенная к плотности в форкамере) в точке на оси струи от температуры торможения представляет кривую с максимумом в области 550 К. При температуре торможения, меньшей 550 К, конденсация газа, а при температуре, большей 550 К, колебательная релаксация приводят к уменьшению относительной плотности. Приводится сравнение полученных результатов с результатами теоретических расчетов. Обнаружена сильная зависимость полосы 2890 Å (переход B2uX2Πg) в спектре CO2, возбужденном электронным пучком, от температуры, что может быть использовано для измерения колебательной температуры в потоке углекислого газа.


7.
Распространение ионизирующей МГД ударной волны в неоднородной среде

B. В. Закайдаков, В. П. Исаков, В. И. Кирко, В. С. Сынах
Новосибирск
Страницы: 46-50

Аннотация >>
Исследуется распространение ионизирующей МГД ударной волны в среде с градиентами магнитного поля и плотности в двух частных случаях: ρ = const, Н возрастает вдоль распространения фронта, и Н= const, ρ падает в том же направлении. Для первого случая приводятся результаты эксперимента. Полученные экспериментальные и расчетные данные хорошо согласуются друг с другом. В обоих случаях магнитное поле вытесняется в область перед фронтом ударной волны. Показано, что ускорение фронта ионизирующей ударной волны значительно меньше, чем в случае идеальной плазмы, но больше, чем в чисто гидродинамическом случае.


8.
Вихревые течения в несжимаемой проводящей вязкой жидкости, возникающие под действием переменного электромагнитного поля

В. И. Яковлев
Новосибирск
Страницы: 50-57

Аннотация >>
Рассматривается течение в безграничной проводящей жидкости вне непроводящей сферы, возбуждаемое переменным магнитным диполем, находящимся в центре сферы (задача а), а также вихревое течение внутри сферы, заполненной проводящей жидкостью, находящейся в переменном внешнем магнитном поле (задача б). Найдено распределение электрического и магнитного полей в проводящей жидкости и в непроводящем пространстве. В стоксовом приближении исследовано пространственное течение жидкости, возникающее под действием сил Лоренца.


9.
Структура ударных волн включения

Ю. А. Березин, В. А. Вшивков, Г. И. Дудникова
Новосибирск
Страницы: 58-60

Аннотация >>
В приближении двухжидкостной магнитной гидродинамики численно решена задача о структуре ударных волн, распространяющихся вдоль невозмущенного магнитного поля при частотах ω < ΩH = eHo/mic. Слабые ударные волны включения (М ≈ 1,2) имеют двойную осцилляторную структуру. Для чисел Маха М ≳ 1,53 при отсутствии теплопроводности и М ≳ 1,63 с учетом теплопроводности наблюдается приближение к фазе опрокидывания.


10.
О статистико-феноменологическом подходе в описании турбулентных пламен

В. Н. Вилюнов, И. Г. Дик
Томск
Страницы: 61-68

Аннотация >>
Уравнения для осредненных величин и корреляционных моментов строятся известным в гидромеханике методом Келлера–Фридмана. Замыкание цепочки уравнений производится с помощью наглядных гипотез. Более подробно рассмотрен случай в среднем одномерного однородного турбулентного течения. Оценена роль различных процессов, происходящих в турбулентном пламени, причем внимание заострено на влияние химической реакции для <T’2> и <uT’>. Эти корреляции генерируются в холодной части пламени и диссипируют в высокотемпературной области. Проанализировано влияние корреляции на скорость выделения тепла. Оценками показано, что применявшиеся ранее гипотезы Прандтля верны лишь в пределе, когда можно пренебречь влиянием кинетики на рассмотренные моменты. Приводятся некоторые результаты приближенного исследования системы дифференциальных уравнений для распространения пламени описанной модели. Дано выражение для скорости турбулентного горения для предельного случая мелкомасштабного пламени, являющегося обобщением известных зависимостей Дамколера—Щелкина.


11.
О некоторых постановках пространственных задач оптимизации в гиперзвуковой аэродинамике

В. Г. Дулов
Красноярск
Страницы: 69-77

Аннотация >>
В трехмерном пространстве заданы два произвольных замкнутых контура. Предполагается, что на эти контуры опираются изобары искомого течения с заданными на них значениями давлений. Требуется найти поверхность тока, проходящую через оба контура и оптимизирующую некоторую интегральную силовую характеристику искомой поверхности. Конкретизация задачи состоит в задании функционала силового воздействия. В качестве независимых переменных предложено использовать давление и две функции тока. Подлежащая исследованию область течения в таких переменных представляет собой прямоугольную область с гранями, параллельными координатным плоскостям. Предлагается приближенное сведение к одномерной оптимизационной задаче и выясняется газодинамический смысл первых приближений.


12.
Спектральные характеристики пульсационного воздействия плоской турбулентной струи на твердую поверхность

В. Д. Пшеничный, Л. Р. Яблоник
Ленинград
Страницы: 78-81

Аннотация >>
Излагаются результаты экспериментального исследования частотных спектров пульсаций пристенного давления при обтекании твердой поверхности плоской турбулентной струей. Показано, что при нормальном натекании в качестве определяющих параметров могут быть взяты средние характеристики эквивалентной свободной струи. При удалении от оси уменьшение интенсивности пульсаций происходит сначала на низких частотах спектра, а затем на высоких. Угол натекания струи не влияет на вид спектра в точке торможения. Изменение спектра пульсаций давления в пристенной струе с увеличением расстояния от среза сопла характеризуется быстрым убыванием на высоких частотах и возрастанием на низких с последующим выходом на автомодельный участок.


13.
Аналитические и численные решения смешанной задачи для обобщенных уравнений Прандтля

В. М. Солопенко
Киев
Страницы: 81-89

Аннотация >>
Исследуются уравнения двумерного течения вязкой жидкости, обобщающие уравнения Прандтля и пригодные в ядре потока. Изучаются инвариантно-групповые решения, дающие описание течения в плоском диффузоре. Показано, что линеаризованное течение в плоской трубе стремится к течению Пуазейля. Предлагается метод полуаналитического расщепления параболически регуляризованных обобщенных уравнений Прандтля, дающий возможность выяcнить условия корректности эволюционных задач, производится численный расчет течения в плоской трубе.


14.
Расчет нестационарного обтекания цилиндра, мгновенно приведенного в движение

В. И. Кравченко, Ю. Д. Шевелев, В. В. Щенннков
Москва
Страницы: 89-97

Аннотация >>
Рассматривается задача об определении течения вязкой несжимаемой жидкости около цилиндра, внезапно начавшего двигаться с постоянной скоростью в направлении, перпендикулярном оси цилиндра. С целью устранения начальной сингулярности вихря на поверхности обтекаемого тела используется преобразование вихря, функции тока и независимых переменных. Необходимые начальные условия для решения задачи об импульсном разгоне цилиндра находятся путем интегрирования исходной системы уравнений в начальный момент времени, которая с учетом предложенного преобразования имеет автомодельный вид. Численное решение рассматриваемой задачи отыскивается с использованием неявной разностной схемы, имеющей второй порядок точности и позволяющей вести расчет от момента старта. Приводятся результаты численных расчетов для случаев Re = 31; 40; 100; 550. Полученные результаты хорошо согласуются с данными эксперимента.


15.
Об одной задаче сопряжения вихревых течений идеальной жидкости

И. И. Вайнштейн, В. К. Юровский
Красноярск, Томск
Страницы: 98-100

Аннотация >>
Рассматривается один класс вихревых течений идеальной жидкости, частным случаем которого является течение по схеме академика М. А. Лаврентьева. Доказана теорема существования рассматриваемого класса течений.


16.
Естественная конвекция сжимаемой жидкости в сферических прослойках

Г. Б. Петражицкий, Н. М. Станкевич
Москва
Страницы: 100-110

Аннотация >>
Численно исследуется конвективное движение сжимаемого газа в полости между концентрическими сферами, температура каждой из которых постоянна и однородна. Внешняя сфера нагрета сильнее, единственной внешней силой является сила тяжести. Основное внимание в работе обращается на изучение режимов переноса тепла и установление связи между процессами течения и теплообмена. В результате расчетов получены поля температуры, скорости, плотности, локальные и интегральные характеристики теплообмена для областей с отношением радиусов в пределах от 1,2 до 3 и числа Грасгофа, определенного по ширине зазора, в пределах от 103 до 5·105. Получена зависимость характеристик теплоотдачи от определяющих критериев. Дается сопоставление результатов численного решения и эксперимента, что позволяет судить о надежности и пределах применимости численного метода.


17.
Конвективная неустойчивость слоя упруговязкой жидкости с учетом теплопроводности границ

Ф. А. Гарнфуллин, А. Б. Габитова
Казань
Страницы: 110-114

Аннотация >>
Рассмотрена задача конвективной устойчивости слоя упруговязкой жидкости при подогреве снизу. Слой находится между полубесконечными твердыми массивами, имеющими теплопроводность, отличную от теплопроводности жидкости. Для описания поведения упруговязкой жидкости принята интегральная модель, получающаяся разложением нелинейного наследственного функционала для малых скоростей деформации. Задача решалась методом Галеркина. Численное решение реализовалось на ЭВМ «М-222». Влияние теплопроводности границ на возникновение колебательной неустойчивости незначительно. Для жидкостей с малой упругостью наблюдается эффект стабилизации с уменьшением теплопроводности стенок.


18.
К общей теории тепломассообмена в химически реагирующих механически равновесных системах при наличии электрического поля в рамках термодинамики необратимых процессов

A. С. Плешанов
Москва
Страницы: 114-118

Аннотация >>
Показано, что некоторой заменой сил и потоков можно расщепить систему уравнений непрерывности и энергии при наличии электрического поля на две подсистемы, из которых одна в стационарном одномерном случае определяет постоянные эффективные потоки, а другая замкнутым образом описывает химические процессы через химические сродства.


19.
Об условиях на уравнение состояния для вязкоупругой среды

Н. С. Козин
Красноярск
Страницы: 119-123

Аннотация >>
Формулируются ограничения на уравнение состояния общего вида, которые являются достаточными для того, чтобы задача о построении ударной волны при заданной массовой скорости и структуре из "Уравнения упругой энергии" имела единственное решение.


20.
Ударные адиабаты щелочно-галоидных кристаллов

B. А. Жданов, В. В. Поляков
Томск
Страницы: 123-128

Аннотация >>
Проведен беспараметрический расчет ударных адиабат щелочно-галоидных кристаллов LiBr, NaBr, KBr, RbF, RbCl, RbBr в фазах В1 и В2. Определены параметры линейных соотношений между массовой скоростью и скоростью ударной волны. Полученные результаты хорошо согласуются с данными экспериментов по ударному сжатию.


21.
Ударные волны и фазовые превращения в железе

Н. X. Ахмадеев, Р. И. Нигматулин
Уфа, Москва
Страницы: 128-135

Аннотация >>
Рассматривается одномерное движение ударной волны в железе, на фронте которой происходят физико-химические процессы. Разработана программа сквозного счета разрывных течений с применением искусственной вязкости. Рассчитано движение ударной волны и исследована кинетика фазовых превращений в армко-железе в свете новых экспериментальных данных (А. Н. Дремин, Л. М. Баркер). Предложены кинетические соотношения и значения кинетических параметров, наилучшим образом соответствующие указанным экспериментам. Проанализированы имеющиеся экспериментальные данные по ударному упрочнению железа и малоуглеродистой стали.


22.
Измерения скорости звука в ударно-сжатых кварците, доломите, ангидрите, хлористом натрии, парафине, плексигласе, полиэтилене и фторопласте-4

М. П. Павловский
Москва
Страницы: 136-139

Аннотация >>
Экспериментально в диапазоне давлений 80–300 кбар измерена скорость распространения слабых возмущений в ударно-сжатых кварците, доломите, ангидрите, NaCl, парафине, плексигласе, полиэтилене и фторопласте-4. Использование для этой цели манганинового датчика давления позволило одновременно с измерением скорости звука производить экспериментальные измерения волновой скорости и давления.


23.
Экспериментальные исследования сжимаемости песчаных грунтов и условия пластичности при кратковременных динамических нагрузках

А. И. Котов, З. В. Нарожная, Г. В. Рыков, В. П. Сутырин
Москва
Страницы: 140-146

Аннотация >>
Изложены результаты экспериментальных исследований сжимаемости песчаных грунтов различной влажности и условия пластичности при кратковременных динамических нагрузках. Основное внимание уделено статистическим оценкам результатов измерений напряжений и деформаций. Показано, что проведение серии экспериментов существенно увеличивает точность измерений и позволяет с достаточной надежностью подтвердить полученный ранее вывод о существенности влияния скорости деформирования на сжимаемость песчаных грунтов естественной влажности, а также о малом влиянии этого фактора на условие пластичности. В связи с тем, что в данных опытах невозможно отличить условие пластичности Мизеса–Шлейхера от условия типа Треска–Прандтля, в дальнейшем обсуждается только вопрос о влиянии скорости деформирования на коэффициент внутреннего трения в грунте, определяемый применительно к условию пластичности, предложенному в условии. Исследования проводились в лаборатории отдела динамики неупругих сред ИПМ АН СССР.


24.
Затухание ударной волны при соударении пластин

A. П. Рыбаков
Челябинск
Страницы: 147-149

Аннотация >>
На основе уравнения состояния Тэт’а и экспериментального линейного соотношения между волновой и массовой скоростями для случая соударения пластины с преградой получено простое выражение для изменения массовой скорости на фронте ударной волны в зоне ослабления волной разрежения. Закон затухания близок к закону Ландау для слабых волн. Проведено сравнение полученной формулы с известными формулами, а также с данными эксперимента.


25.
О кинетическом характере хрупкого разрушения твердых тел

B. С. Никифоровский
Новосибирск
Страницы: 150-157

Аннотация >>
Дан сравнительный анализ откольного явления в одномерном случае с применением теории прочности по напряжениям и временного критерия. Получены новые особенности процесса разрушения: одновременность подготовки к разрушению обширной области в глубине фронта отраженной волны и как следствие – непрерывная волна дробления материала типа «кавитации» со сверхзвуковым перемещением фронта разрушения. Обсуждаются некоторые качественные и количественные особенности процесса разрушения при отражении сферических волн от свободной поверхности: тыльный откол в пластинках, приповерхностные разрушения в подземном взрыве.


26.
О динамическом взаимодействии систем трещин в условиях антиплоской деформации

П. А. Мартынюк, Э. Б. Поляк
Новосибирск
Страницы: 157-168

Аннотация >>
Рассматриваются две задачи о динамическом нагружении: о периодической системе параллельных трещин длиной 2L и 2l0 (в частном случае L = l0 получается задача об изолированной трещине, расположенной центрально, в упругом слое конечной толщины) и об изолированной трещине, параллельной границе полуплоскости. Исследуются два варианта граничных условий. Границы слоя и полуплоскости либо жестко заделаны, либо свободны от напряжений. Решение данных задач сводится к нахождению решений уравнений Фредгольма второго рода. Коэффициенты интенсивности напряжений выражаются через решения уравнений Фредгольма. Методом Винера–Хопфа получены точные решения предельных задач, когда l0h. С использованием численных методов обращения преобразования Лапласа построены зависимости коэффициентов интенсивности напряжений при особенности в носиках трещин от времени, а также зависимости коэффициентов интенсивности напряжений от отношения h/l0 соответствующих статических задач, получающихся в пределе при t/ → ∞.


27.
Некоторые автомодельные задачи о развитии звездчатой трещины в условиях антиплоской деформации

П. А. Мартынюк, Е. П. Шер
Новосибирск
Страницы: 168-174

Аннотация >>
Методом функционально-инвариантных решений Смирнова–Соболева решается автомодельная плоская задача теории упругости о развитии из нуля с постоянной скоростью в условиях антиплоской деформации системы равномерно распределенных по углу радиальных трещин. Исследуется несколько способов нагружения. Находятся выражения для коэффициентов интенсивности напряжения в носиках трещины.


28.
Упругопластическая задача для тонкой пластины, ослабленной периодической системой круглых отверстий

В. М. Мирсалимов
Липецк
Страницы: 174-179

Аннотация >>
Рассмотрена задача об определении границ, разделяющих упругую и пластическую области бесконечной пластины, находящейся в условиях плосконапряженного состояния и ослабленной периодической системой круговых отверстий. Предполагается, что уровень напряжений и расстояние между отверстиями таковы, что круговые отверстия целиком охватываются соответствующей пластической зоной, но в то же время соседние пластические области не сливаются.