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

2020 год, номер 2

1.
Неустойчивость Рихтмайера - Мешкова ламинарного пламени

А.А. Тяктев, А.В. Павленко, Н.Б. Аникин, И.Л. Бугаенко, Ю.А. Пискунов
Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. Е. И. Забабахина, Снежинск, 456770, Россия
dep5@vniitf.ru
Ключевые слова: неустойчивость Рихтмайера-Мешкова, ламинарное пламя, ударная волна, Richtmyer-Meshkov instability, laminar flame, shock wave
Страницы: 3-7

Аннотация >>
Для лабораторных исследований неустойчивостей Рихтмайера - Мешкова и Рэлея - Тейлора в качестве контактной границы газовых сред предложено использовать медленное ламинарное пламя, которое представляет собой тонкий (менее 1 мм) газовый слой, разделяющий среды с различными плотностями. Возможности предложенного подхода к созданию контактной границы показаны на примере взаимодействия ударной волны с ламинарным пламенем в бедной (объемная доля водорода 6 %) водородно-воздушной смеси. Развитие неустойчивости Рихтмайера - Мешкова на границе раздела тяжелой (холодной) и легкой (горячей) смесей зарегистрировано с помощью теневого метода.

DOI: 10.15372/PMTF20200201
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
Численное и экспериментальное моделирование магнитогидродинамического взаимодействия при гиперзвуковом обтекании затупленного тела

Т.А. Коротаева1,2, В.П. Фомичев1,2, М.А. Ядренкин1
1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
korta@itam.nsc.ru
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, 630073, Россия
fomichev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: магнитогидродинамическое взаимодействие, гиперзвуковой поток воздуха, затупленное тело, электрический разряд, магнитное поле, magnetic-hydrodynamic interaction, hypersonic airflow, blunt solid, electric charge, magnetic field
Страницы: 8-18

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального и численного исследования магнитогидродинамического (МГД) способа управления гиперзвуковым (M = 6) потоком воздуха, обтекающим спускаемый аппарат типичной конфигурации. Эксперименты проведены на МГД-стенде, созданном на базе ударной трубы. Ионизация потока перед телом осуществлялась с помощью электрического разряда во внешнем магнитном поле с индукцией B = 0,80-1,58 Тл. Численное моделирование для условий, соответствующих условиям эксперимента, проведено с использованием стационарных уравнений Навье - Стокса, осредненных по Рейнольдсу. Область МГД-взаимодействия моделировалась путем выделения зоны перед затупленной частью модели с заданными источниками силы и тепла. Показано, что в результате сильного МГД-взаимодействия головной скачок отдаляется от поверхности модели и интенсивность теплового потока к телу уменьшается при значении числа Стюарта S = 0,1-0,3.

DOI: 10.15372/PMTF20200202
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
Особенности растяжения и разрушения кумулятивных струй

В.М. Фомин, В.И. Звегинцев, Е.Я. Брагунцов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
fomin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: кумулятивная струя, облицовка, дислокации, пластическая деформация, скорость деформации, фрагментация, shaped-charge jet, liner, dislocations, plastic straining, strain rate, fragmentation
Страницы: 19-30

Аннотация >>
С использованием дислокационных механизмов пластической деформации и с учетом ударно-волновых процессов, происходящих на стадии обжатия облицовки и при растяжении струи, исследованы процессы растяжения и разрушения кумулятивных струй и деформационного поведения металла в этих условиях. Установлены закономерности растяжения и разрушения кумулятивной струи. Получены уравнения, позволяющие анализировать влияние на растяжение и разрушение струи прочностных и пластических свойств и микроструктуры материала, а также геометрических параметров и кинематических характеристик.

DOI: 10.15372/PMTF20200203
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
Исследование эффективности поражения мишени множественными ударниками, формируемыми взрывом

Х. Сун1,2, Ч. Ли2, Ю. Ся1, Ц. Ван3, Я. Чзан2
1Пекинский технологический институт, Пекин,100081, Китай
13691264732@139.com
2Китайский северный научно-исследовательский институт машиностроения, Пекин, 100072, Китай
chmli@noveri.com.cn
3Нанкинский научно-технический университет, Нанкин, 210094, Китай
wjx@njust.edu.cn
Ключевые слова: формируемые взрывом множественные ударники, эффективность проникания, однородность распределения, multi-explosively formed penetrators, penetration performance, distribution homogeneity
Страницы: 31-39

Аннотация >>
С использованием пакета LS-DYNA, предназначенного для решения связанных трехмерных задач гидродинамики, исследуются факторы, влияющие на геометрию, скорость и распределение в пространстве множественных ударников, формируемых взрывом. Выполнено экспериментальное исследование трех типов конструкции, предназначенной для формирования взрывом множественных ударников. Установлено, что в результате взрыва из лайнеров дугообразной формы с непостоянной толщиной формируются ударники с большим отношением длины к диаметру. Танталовые и медные ударники обладают хорошей пробивной способностью, что обусловлено большими значениями отношения длины к диаметру и кинетической энергии. Показано, что при использовании дугообразных облицовок и расположении лайнеров на одном и том же расстоянии друг от друга плотность и равномерность распределения ударников на мишени увеличиваются.

DOI: 10.15372/PMTF20200204
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
Групповой анализ одномерных уравнений газовой динамики в лагранжевых координатах и законы сохранения

Ч. Каевмани1, С.В. Мелешко2
1Нарисуонский университет, Питсанулок, 65000, Таиланд
chompitk@nu.ac.th
2Математический колледж Технологического университета им. Суранари, Накхон Ратчасима, 30000, Таиланд
sergey@math.sut.ac.th
Ключевые слова: групповой анализ, уравнения газовой динамики, лагранжевы координаты, групповая классификация, законы сохранения, group analysis, gas dynamics equations, Lagrangian coordinates, group classification, conservation laws
Страницы: 40-59

Аннотация >>
Проведен групповой анализ уравнения второго порядка, включающего в качестве частного случая одномерные уравнения газовой динамики в лагранжевых координатах. Применение лагранжевых координат позволило рассматривать одномерные уравнения газовой динамики как вариационное уравнение Эйлера - Лагранжа с подходящим лагранжианом. C использованием вариационного представления и теоремы Нетер построены законы сохранения. Получена полная групповая классификация уравнения Эйлера - Лагранжа, позволившая выделить 18 различных классов.

DOI: 10.15372/PMTF20200205
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
Метод оптимизации искусственных нейронных сетей для прогнозирования коэффициентов молекулярной диффузии полярных и неполярных бинарных газов

Н. Мелзи1, Л. Хауан1, С. Ханини1, М. Лайдия1, Я. Амми1, Х. Зенту2
1Университет г. Медеи, Медеа, Алжир
melzinaima@gmail.com
2Университет Путра, Серданг, 43400, Малайзия
hamidzen@gmail.com
Ключевые слова: искусственные нейронные сети, моделирование, молекулярная диффузия, прогнозирование, artificial neural networks, modeling, molecular diffusion, prediction
Страницы: 60-70

Аннотация >>
C использованием искусственной нейронной сети разработаны прогностические модели для оценки коэффициентов молекулярной диффузии различных газов в широком диапазоне температур и давлений. Две нейронные сети НС1 и НС2 с обратной связью были обучены с использованием шести физико-химических параметров соответственно: молекулярной массы, критического объема, критической температуры, дипольного момента, температуры, давления и молекулярной массы, критического давления, критической температуры, дипольного момента, температуры и давления. Коэффициенты диффузии рассматривались в качестве выходных данных. Набор из 1252 газов (941 неполярный, 311 полярных) использовался для обучения и тестирования искусственной нейронной сети. Получены хорошие корреляции (R =0,986 для НС1, R=0,988 для НС2). Проведен анализ чувствительности шести входных параметров, выбранных для моделирования коэффициента диффузии. Показано, что результаты, полученные с использованием искусственной нейронной сети, являются более точными, чем результаты, полученные по другим моделям.

DOI: 10.15372/PMTF20200206
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
Нестационарный псевдоскачок в ударной трубе

Ю.П. Гунько, И.Н. Кавун
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
gounko@itam.nsc.ru
Ключевые слова: ударная труба, распад разрыва, начальная ударная волна, контактный разрыв, отраженная ударная волна, псевдоскачок, shock wave, discontinuity decay, initial shock wave, contact discontinuity, reflected shock wave, pseudo-jump
Страницы: 71-80

Аннотация >>
Проведено численное моделирование нестационарного осесимметричного течения в ударной трубе, возникающего в процессе отражения сильной ударной волны, падающей на концевой торец трубы в условиях, при которых вслед за отраженной ударной волной возникает цепочка ударных волн, аналогичная псевдоскачку в стационарных течениях. Условия, при которых формируется такое течение, исследованы недостаточно. Такое исследование течения проведено для ударной трубы, в которой формируется падающая ударная волна, движущаяся со скоростью, соответствующей числу Маха M=2,6. Численный расчет выполнен с использованием осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье - Стокса и SST-(k-ω)-модели турбулентности. Полученные данные сравниваются с известными экспериментальными данными и результатами численных расчетов.

DOI: 10.15372/PMTF20200207
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
Исследование сверхзвуковых недорасширенных струй, истекающих в затопленное щелевое пространство

С.П. Киселев, В.П. Киселев, В.Н. Зайковский
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
kiselev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: щелевое пространство, плоский канал, сверхзвуковая струя, ударная волна, численное моделирование, разностная схема, эксперимент, slotted space, plane channel, supersonic jet, shock wave, numerical simulation, difference scheme, experiment
Страницы: 81-91

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального и численного моделирования сверхзвуковых недорасширенных струй, истекающих в затопленное щелевое пространство, образованное двумя параллельными дисками. Показано, что структура истекающей нерасчетной струи зависит от расстояния между дисками. Сила трения, действующая со стороны дисков на газ, приводит к существенному изменению структуры сверхзвуковой струи. На некотором расстоянии между дисками в сверхзвуковой струе возникает криволинейная ударная волна, за которой имеет место дозвуковое течение. В этом случае граница струи вместо обычной бочкообразной формы приобретает веерообразную форму.

DOI: 10.15372/PMTF20200208
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
Инварианты и асимптотики осесимметричных закрученных затопленных струй

В.В. Жвик1,2
1Центральный аэрогидродинамический институт им. Н. Е. Жуковского, Жуковский, 140180, Россия
vladzhvick@yandex.ru
2Московский физико-технический институт, Долгопрудный, 141700, Россия
Ключевые слова: закрученная струя, инвариант, асимптотика, циркуляция, рециркуляционное течение, swirling jet, invariant, asymptotics, circulation, recirculation flow
Страницы: 92-108

Аннотация >>
Исследуется осесимметричная ламинарная закрученная струя вязкой несжимаемой жидкости, истекающая из вращающейся полубесконечной трубы в пространство, заполненное той же жидкостью. Внутренняя поверхность трубы вращается с постоянной угловой скоростью, внешняя поверхность либо неподвижна, либо вращается с той же угловой скоростью. Показано, что в первом случае поле течения на больших расстояниях от отверстия трубы описывается асимптотическим решением Лойцянского, во втором случае (при создании слабого спутного потока) - автомодельным решением Лонга-Гольдштика-Зубцова. Обобщен на случай произвольных осесимметричных закрученных струй скрытый инвариант Гольдштика и изучено его влияние на асимптотику струи. Проведены расчеты сильно закрученных струй и рассмотрена зависимость параметров зоны рециркуляционного течения (распад вихря в закрученной струе) от параметра закрутки и числа Рейнольдса.

DOI: 10.15372/PMTF20200209
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
Методика количественного описания положения ламинарно-турбулентного перехода на скользящем крыле при повышенной степени турбулентности набегающего потока

А.В. Иванов, Д.А. Мищенко, А.В. Бойко
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
andi@itam.nsc.ru
Ключевые слова: пограничный слой, ламинарно-турбулентный переход, панорамные методы измерений, скользящее крыло, вихри поперечного течения, гидродинамическая неустойчивость, boundary layer, laminar-turbulent transition, panoramic methods of measurements, swept wing, crossflow vortices, hydrodynamic instability
Страницы: 109-116

Аннотация >>
Описывается новая экспериментальная методика панорамного бесконтактного определения положения ламинарно-турбулентного перехода в трехмерном пограничном слое. Показано, что данная методика позволяет точно определить положение границ области перехода как при низкой, так и при повышенной степенях турбулентности набегающего потока.

DOI: 10.15372/PMTF20200210
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
Компьютерное моделирование движения неоднородной гранулированной среды

Н.А. Богульская1, И.О. Богульский1,2
1Сибирский федеральный университет, Красноярск, 660041, Россия
nbogulskaya@sfu-kras.ru
2Красноярский государственный аграрный университет, Красноярск, 660049, Россия
bogul.io@ya.ru
Ключевые слова: гранулированная среда, численные методы, компьютерное моделирование, упругое взаимодействие, granular environment, numerical methods, simulation modeling, elastic interaction
Страницы: 117-124

Аннотация >>
Предложена модель движения гранулированной среды, основанная на упругом взаимодействии частиц, каждая из которых представляет собой абсолютно твердое тело (диск в плоском случае, шар в пространственном случае) массой $m$ и радиусом $r$, окруженное упругой оболочкой небольшой толщины. Изложен алгоритм решения сформулированной задачи. На каждом шаге вычисляются силы и моменты сил, действующие на частицу вследствие ее взаимодействия с соседними частицами. Для полученной системы дифференциальных уравнений численно решается задача Коши. На основе математической модели создан комплекс программ, реализующий модели движения сыпучих сред в подвижных сосудах.

DOI: 10.15372/PMTF20200211
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
Особенности процесса агрегации наполнителя в нанокомпозитах полимер - углеродные нанотрубки

Г.В. Козлов, И.В. Долбин
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова, Нальчик, 360004, Россия
kgv_1945@mail.ru
Ключевые слова: нанокомпозит, углеродные нанотрубки, перколяция, агрегация, структура, межфазные области, степень усиления, nanocomposite, carbon nanotubes, percolation, aggregation, structure, interfaces, degree of amplification
Страницы: 125-129

Аннотация >>
Предложена перколяционная модель усиления полимерных нанокомпозитов, позволяющая количественно оценить степень агрегации нанонаполнителей с произвольной размерностью. При использовании такой модели эффективность нанонаполнителя определяется не его исходными характеристиками, а способностью генерировать межфазные области.

DOI: 10.15372/PMTF20200212
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
Численный анализ влияния скоростей деформации на динамическую прочность цилиндрических оболочек из металлопластика при взрывном нагружении

Н.А. Абросимов, Л.А. Игумнов, Н.А. Новосельцева
Научно-исследовательский институт механики Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского, Нижний Новгород, 603950, Россия
abrosimov@mech.unn.ru
Ключевые слова: композитные материалы, цилиндрические оболочки, прочность, разрушение, численные методы, взрывное нагружение, composite materials, cylindrical shells, strength, fracture, numerical methods, explosive loading
Страницы: 130-141

Аннотация >>
На основе неклассической теории оболочек в результате минимизации функционала полной энергии оболочки как трехмерного тела построена энергетически согласованная разрешающая система уравнений динамики цилиндрических оболочек, изготовленных из металлопластика. Численный метод решения сформулированной начально-краевой задачи основан на явной вариационно-разностной схеме. Достоверность рассматриваемой методики подтверждена результатами сравнения численных решений и экспериментальных данных. Для различных структур армирования проведен анализ предельной деформируемости и прочности как однородных стеклопластиковых цилиндрических оболочек, так и двухслойных металлопластиковых.

DOI: 10.15372/PMTF20200213
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


14.
Расчет термоупругих напряжений в шве, образующемся при сварке взрывом

А.Г. Колпаков, С.И. Ракин
Университет Кассино и Южного Лацио, Италия
algk@ngs.ru
Ключевые слова: термоупругие напряжения, сварной шов, двухмасштабный метод, thermoelastic stresses, welded joint, two-scale method
Страницы: 142-151

Аннотация >>
Исследовано локальное напряженно-деформированное состояние в окрестности шва, возникающее вследствие волнообразной структуры шва. Для решения термоупругой задачи используется двухмасштабный метод.

DOI: 10.15372/PMTF20200214
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


15.
Исследование напряженно-деформированного состояния уплотняющих резиновых мембран при больших деформациях

В. Т. Мамедов, Г. А. Мамедов, Дж. Н. Асланов
Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, Баку, 1010, Азербайджан
qasim11_5858@mail.ru
Ключевые слова: анизотропный мaтериал, круглая сплошная мембрана переменной толщины, равномерно распределенная нагрузка, anisotropic material, round continuous membrane of variable thickness, uniformly distributed load
Страницы: 152-157

Аннотация >>
Исследовано напряженное состояние мембран переменной толщины при больших деформациях, а именно деформация круглых сплошных анизотропной и изотропной мембран с начальной переменной толщиной, которые находятся под действием равномерно распределенной нагрузки. Предполагается, что материалы мембраны упругие, для описания их поведения используется обобщенный закон Гука. Для решения поставленной задачи использовано уравнение равновесия элемента мембраны. Истинные главные деформации выражаются через безразмерные радиальное, кольцевое и нормальное напряжения. Получены уравнение, описывающее форму мембраны после деформации, и соответствующие граничные условия. Определены безразмерные напряжения и форма мембраны после деформации. Проведены численные расчеты при различных параметрах задачи.

DOI: 10.15372/PMTF20200215
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


16.
Вычисление коэффициента интенсивности напряжений для полуэллиптической трещины, находящейся на поверхности лопатки вращающегося компрессора

Х.C. Лu, Ю.Б. Лю, С. Хэ, Х.Д. Ли
Колледж энергетического машиностроения Военно-морского инженерного университета, Ухань, 430033, Китай
lihongsong_mail@163.com
Ключевые слова: вращающаяся лопасть, полуэллиптическая трещина, коэффициент интенсивности напряжений, весовая функция, rotating blade, semi-elliptical crack, stress intensity factor, weight function
Страницы: 158-166

Аннотация >>
Изучается распространение полуэллиптической трещины, расположенной на всасывающей поверхности лопатки компрессора газовой турбины. С использованием аналитического выражения для коэффициента интенсивности напряжений (КИН) в вершине трещины установлено, что КИН увеличивается при увеличении глубины трещины и скорости вращения лопатки. С увеличением параметра эллиптичности и расстояния от трещины до оси вращения КИН уменьшается. Показано, что скорость увеличения КИН при увеличении глубины трещины зависит от параметра эллиптичности. Результаты вычислений, полученные с использованием численного метода и аналитического решения, различаются не более чем на 4 %. С помощью численного метода получены распределения коэффициента интенсивности напряжений на фронте полуэллиптической трещины при различных значениях ее глубины и параметра эллиптичности.

DOI: 10.15372/PMTF20200216
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


17.
Трансформаторный генератор мощных импульсов тока

Г.В. Носов1, С.В. Пустынников1, Е.О. Кулешова1, М.Г. Носова2
1Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 634050 Томск, Россия
nosov@tpu.ru
2Томский университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, 634050, Россия
nosovamgm@gmail.com
Ключевые слова: генератор, индуктивный накопитель, трансформатор, коммутатор, импульс тока, активный потребитель, generator, inductive storage, transformer, switch, current pulse, active load
Страницы: 167-174

Аннотация >>
Предложена конструкция генератора с энергией импульса более 1 МДж при его подключении к внешнему источнику постоянного напряжения с ограниченными силой тока и мощностью. Численно и аналитически рассчитывается электропитание активно-индуктивного потребителя. Определяются параметры генератора для реализации частотно-импульсного режима работы. Приводятся результаты экспериментального исследования малогабаритного трансформаторного генератора, которые подтверждают эффективность работы рассматриваемого генератора и достоверность методики расчета его характеристик.

DOI: 10.15372/PMTF20200217
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


18.
Лазерная сварка разнородных материалов на основе титанового сплава ВТ20 и алюминиевого сплава В-1461

А.Г. Маликов1, А.М. Оришич1, И.Е. Витошкин1, Е.В. Карпов2, А.И. Анчаров3,4
1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
smalik@ngs.ru
2Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
evkarpov@mail.ru
3Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск, 630128, Россия
ancharov@mail.ru
4Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
Ключевые слова: лазерная сварка, разнородные материалы, титановый сплав, алюминиево-литиевый сплав, прочность, структурно-фазовый состав, laser welding, dissimilar materials, titanium alloy, aluminum-lithium alloy, strength, structural-phase composition
Страницы: 175-186

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментального исследования прочностных характеристик и микроструктуры неразъемного соединения разнородных материалов (титанового сплава ВТ20 и алюминиевого сплава В-1461), полученного методом лазерной сварки встык. С использованием оптической и электронной микроскопии, результатов микрорентгеноспектрального и фазового анализа, а также метода дифракции на просвет с помощью синхротронного излучения исследованы свойства сварного шва. Показано, что смещение лазерного излучения относительно поверхности контакта разнородных материалов приводит к существенному изменению микроструктуры, фазового состава интерметаллидной прослойки, образующейся между свариваемыми материалами, а следовательно, и прочности разнородных сварных соединений.

DOI: 10.15372/PMTF20200218
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину