|
|
|
Главная – Журналы – Прикладная механика и техническая физика 2013 номер 4
Array
(
[SESS_AUTH] => Array
(
[POLICY] => Array
(
[SESSION_TIMEOUT] => 24
[SESSION_IP_MASK] => 0.0.0.0
[MAX_STORE_NUM] => 10
[STORE_IP_MASK] => 0.0.0.0
[STORE_TIMEOUT] => 525600
[CHECKWORD_TIMEOUT] => 525600
[PASSWORD_LENGTH] => 6
[PASSWORD_UPPERCASE] => N
[PASSWORD_LOWERCASE] => N
[PASSWORD_DIGITS] => N
[PASSWORD_PUNCTUATION] => N
[LOGIN_ATTEMPTS] => 0
[PASSWORD_REQUIREMENTS] => Пароль должен быть не менее 6 символов длиной.
)
)
[SESS_IP] => 3.144.253.195
[SESS_TIME] => 1732178355
[BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
[fixed_session_id] => 1e48a4a2266e0bb83e709ec754c4e079
[UNIQUE_KEY] => 4fc3a89db37de810e1878351395f52c4
[BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
(
[LOGIN] =>
[POLICY_ATTEMPTS] => 0
)
)
2013 год, номер 4
|
М.Ю. Плотников, А.К. Ребров
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск
plotnikov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковой поток разреженного газа, проницаемая преграда, прямое статистическое моделирование
Страницы: 5-12
Аннотация >>
Методом прямого статистического моделирования проведено исследование плоскопараллельного сверхзвукового течения газа через решетку, образованную рядом параллельных бесконечных цилиндров. Выявлены характерные особенности формирования ударного возмущения при взаимодействии сверхзвукового потока с проницаемой решеткой, а также влияние возмущения на параметры течения за преградой. Установлены границы области "срыва" сверхзвукового потока перед преградой и закономерности потери полного импульса на преграде, определены кинетические и энергетические характеристики потока за преградой.
|
|
С.А. Кинеловский1,2, К.К. Маевский3
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
skin@hydro.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет
3Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
konstantinm@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: ударная адиабата, пористая гетерогенная среда, порошковая смесь, термодинамическое равенство, аддитивное приближение, коэффициент Грюнайзена, сплавы
Страницы: 13-21
Аннотация >>
С использованием термодинамически равновесной модели описано динамическое нагружение смесей двух и более конденсированных фаз с разными свойствами в пределах погрешности эксперимента с помощью только параметров компонентов. Исследовано поведение сплавов, рассматриваемых как смесь с теми же объемными долями компонентов. С использованием уравнения состояния типа уравнения Ми ‑ Грюнайзена с учетом зависимости коэффициента Грюнайзена от температуры описано поведение конденсированных фаз для сплошных и пористых материалов. Проведено сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными и известными результатами расчетов в широком диапазоне параметров.
|
|
В.И. Букреев, И.В. Стурова, А.В. Чеботников
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
bukreev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: сейши, теория мелкой воды, собственные частоты и формы, лабораторный эксперимент, спектральный анализ
Страницы: 22-31
Аннотация >>
Теоретически и экспериментально исследованы собственные частоты и формы сейшевых колебаний в замкнутом водоеме, состоящем из длинного узкого канала, соединенного с широким бассейном. В рамках линейной теории мелкой воды выполнены расчеты в двумерной и одномерной постановках. Экспериментально исследованы спектральные свойства колебаний уровня свободной поверхности в точках, лежащих на узловых линиях первых четырех мод сейшевых колебаний. Показано, что результаты, полученные по одномерной модели, удовлетворительно описывают частоты низших мод и несколько отличаются от результатов, полученных экспериментально и с использованием двумерной модели, по определению положения узловых точек сейшевых колебаний.
|
|
А.Н. Байкин1, С.В. Головин2
1Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
alexey.baykin@gmail.com
2Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
golovin@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: цилиндрический вихрь, электропроводная жидкость, магнитная гидродинамика, точные решения
Страницы: 33-44
Аннотация >>
В предположении, что жидкость является вязкой с конечной электрической проводимостью, магнитное поле имеет только осевую и азимутальную компоненты в цилиндрической системе координат, построено точное решение уравнений магнитогидродинамики, описывающее стационарное вихревое течение внутри покоящегося цилиндра, на оси которого находится проводник с текущим по нему заданным током. Установлено, что действие силы Лоренца компенсируется изменением давления. Течение жидкости происходит от периферии к оси цилиндра под действием разности давлений, при этом поток разворачивается и завихряется. Течение жидкости вызывает сгущение магнитных линий вблизи оси цилиндра, обеспечивая экспоненциальное убывание напряженности магнитного поля по мере удаления от оси. Данное течение может рассматриваться как модель локального увеличения напряженности магнитного поля за счет переноса его силовых линий течением электропроводной жидкости.
|
|
А.Е. Медведев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
medvedev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: вязкая несжимаемая жидкость, уравнения Навье ‑ Стокса, аналитическое решение, течение Пуазейля
Страницы: 45-54
Аннотация >>
Рассматривается течение вязкой несжимаемой жидкости в деформирующейся трубке. Для течения с малыми числами Рейнольдса в трубке (при условии малости деформирования стенок) получены решения нестационарных трехмерных уравнений Навье ‑ Стокса: обобщенное перистальтическое течение и течение при эллиптическом деформировании стенок сосуда. Установлено, что при малом нестационарном деформировании стенок трубки найденные решения удовлетворяют уравнениям и граничным условиям с погрешностью, на порядок меньшей, чем степень деформирования стенок трубки. Показано, что в случае эллиптического деформирования сосуда полученное решение хорошо согласуется с экспериментальными данными.
|
|
А.Ф. Курбацкий1,2, Л.И. Курбацкая3
1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
kurbat@itam.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет
3Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, 630090 Новосибирск
L.Kurbatskaya@ommgp.sscc.ru
Ключевые слова: турбулентность, перемежаемость, устойчивая стратификация, пограничный слой
Страницы: 55-67
Аннотация >>
С использованием RANS-схемы турбулентности, учитывающей влияние внутренних гравитационных волн, исследуются структура течения и статистические закономерности турбулентного устойчиво стратифицированного пограничного слоя. Анализируется возможность описания в рамках RANS-приближения перемежающейся турбулентности как вблизи поверхности, так и над ней в окрестности струйного течения низкого уровня, формирующегося над пограничным слоем. Обсуждается роль процессов турбулентной диффузии (статистических моментов третьего порядка) в генерации перемежающейся турбулентности. Показано, что результаты численного моделирования согласуются с результатами LES-моделирования и натурных наблюдений, также показано наличие перемежаемости кинетической энергии турбулентности как вблизи поверхности, так и над этой поверхностью в окрестности струйного течения низкого уровня.
|
|
С.В. Лукашевич, С.О. Морозов, А.Н. Шиплюк
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
Lukashevich@itam.nsc.ru
Ключевые слова: эксперимент, гиперзвуковой пограничный слой, вторая мода возмущений, пассивное пористое покрытие
Страницы: 68-73
Аннотация >>
Экспериментально исследовано влияние пассивного пористого покрытия различной протяженности на вторую моду возмущений в гиперзвуковом пограничном слое. Эксперименты проводились при обтекании под нулевым углом атаки острого конуса с полууглом раствора при вершине, равным 7º, при числе Маха набегающего потока M∞ = 5,8 для пяти единичных чисел Рейнольдса. Одна половина поверхности модели вдоль образующей была покрыта пористым материалом, другая половина представляла собой сплошную поверхность. Измерены пульсации давления на поверхности модели. Обнаружено, что наличие пассивного пористого покрытия может приводить как к уменьшению, так и к увеличению амплитуды второй моды. Найдены значения протяженности пассивного пористого покрытия, соответствующие максимальной эффективности его воздействия на возмущения в потоке, и значения протяженности, при которых амплитуда второй моды увеличивается.
|
|
Б.Х. Эшматов1, Х. Эшматов1, Д.А. Ходжаев2
1Университет Буффало, 14260-4400 Нью-Йорк, США
ebkh@mail.ru
2Ташкентский институт ирригации и мелиорации, 100000 Ташкент, Узбекистан
dhodjaev@mail.ru
Ключевые слова: гипотеза Кирхгофа ‑ Лява, композиционные материалы, вязкоупругая прямоугольная пластина, вязкоупругая цилиндрическая панель, сосредоточенная масса, метод Бубнова ‑ Галеркина, нелинейный флаттер
Страницы: 74-85
Аннотация >>
Рассмотрена задача о флаттере вязкоупругих прямоугольных пластин и цилиндрических панелей с сосредоточенными массами в геометрически нелинейной постановке. В уравнении движения пластины и панели влияние сосредоточенных масс учитывается с использованием δ-функции Дирака. С помощью метода Бубнова ‑ Галеркина задача сводится к решению системы обыкновенных нелинейных интегродифференциальных уравнений. Для решения полученной системы со слабосингулярным ядром Колтунова–Ржаницына применен численный метод, основанный на использовании квадратурных формул. Для реальных композиционных материалов в широких диапазонах значений физико-механических и геометрических параметров изучено поведение вязкоупругих прямоугольных пластин и цилиндрических панелей, определены критические значения скорости потока.
|
|
Г.В. Кузнецов1, В.И. Максимов1, М.А. Шеремет1,2
1Томский политехнический университет, 634050 Томск
Michael-sher@yandex.ru
2Томский государственный университет
Ключевые слова: естественная конвекция, эксперимент, пакет прикладных программ "Fluent", сопряженный теплоперенос, замкнутый параллелепипед, локальный источник энергии
Страницы: 86-95
Аннотация >>
Проведен экспериментальный и численный анализ ламинарных режимов сопряженной термогравитационной конвекции в замкнутом параллелепипеде с теплопроводными стенками конечной толщины при наличии локального источника энергии в условиях конвективного теплообмена с окружающей средой. Численные исследования выполнены с использованием пакета прикладных программ "Fluent". Показано, что экспериментальные данные и результаты численных расчетов достаточно хорошо согласуются.
|
|
М.А. Пахомов, В.И. Терехов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск
terekhov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: эйлеров и лагранжев подходы, газокапельный отрывной поток, турбулентность, дисперсия и испарение капель
Страницы: 96-108
Аннотация >>
С использованием эйлерова и лагранжева подходов выполнено численное исследование динамики дисперсной фазы, турбулентности и теплообмена в турбулентном газокапельном потоке при резком расширении трубы в следующих диапазонах параметров двухфазного потока: начальный размер капель d1 = 0–200 мкм, массовая концентрация капель ML1 = 0-0.1. Основное различие эйлерова и лагранжева методов состоит в различии результатов расчетов концентрации капель: эйлеров метод предсказывает меньшее значение величины ML как в области рециркуляции, так и в ядре течения (различие достигает 15-20 %). Показано, что значение концентрации дисперсной фазы, вычисленное с помощью лагранжева подхода, лучше согласуется с данными измерений, чем соответствующее значение, полученное с использованием эйлерова подхода.
|
|
В.П. Бушланов, И.В. Бушланов, Е.Н. Сентякова
Государственный морской университет им. адм. Ф. Ф. Ушакова, 353925 Новороссийск
bvp@ngs.ru
Ключевые слова: закон Дарси, коэффициент проницаемости, удельная площадь поверхности
Страницы: 109-113
Аннотация >>
C использованием осредненного по объему фильтра уравнения "живых сил", полученного из уравнений Навье ‑ Стокса несжимаемой жидкости, с точностью до главных членов по числу Пуазейля выведена аналитическая формула для коэффициента проницаемости в классической задаче Дарси. Показано, что полученное значение коэффициента проницаемости обратно пропорционально квадрату удельной площади поверхности и безразмерной средней скорости диссипации кинетической энергии жидкости в фильтре.
|
|
В.Л. Котов, В.В. Баландин, А.М. Брагов, Е.Ю. Линник, В.В. Баландин
Научно-исследовательский институт механики Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского, 603950 Нижний Новгород
vkotov@inbox.ru
Ключевые слова: квадратичная модель локального взаимодействия, трение, конический ударник, сила сопротивления внедрению, проникание, песчаный грунт, модель Григоряна, ударная адиабата, расширение сферической полости
Страницы: 114-125
Аннотация >>
Экспериментально и теоретически исследуется модель локального взаимодействия, описывающая процесс внедрения осесимметричных ударников в песчаный грунт с постоянной скоростью. Рассмотрены два подхода к определению параметров квадратичной модели локального взаимодействия. Первый подход основан на использовании решения задачи о расширении сферической полости с учетом динамической сжимаемости и сопротивления сдвигу грунтовой среды. Во втором подходе параметры модели определяются на основе экспериментальной зависимости силы сопротивления внедрению конических ударников в песчаный грунт от скорости удара. Показано, что результаты экспериментов, двумерных численных расчетов и расчетов по модели локального взаимодействия, основанной на решении задачи о расширении сферической полости и используемой для определения максимума силы сопротивления при внедрении конических и сферических ударников, хорошо согласуются.
|
|
А. Садехи
Дамавандский филиал Исламского университета Азад, Дамаванд, Иран
a_sadeghi@damavandiau.ac.ir
Ключевые слова: консоль атомно-силового микроскопа, конусообразная балка Тимошенко, резонансные частоты
Страницы: 126-140
Аннотация >>
С использованием теории балок Тимошенко исследуются резонансные изгибные колебания двойной конусообразной консоли атомно-силового микроскопа. Изучается влияние различных параметров на частоту колебаний консоли атомно-силового микроскопа. Для решения нелинейных уравнений движения используется метод дифференциальных квадратур. Из результатов решения следует, что с увеличением параметра балки Тимошенко (с увеличением толщины консоли) резонансные частоты уменьшаются, причем наиболее существенно для мод высшего порядка. Влияние параметра балки Тимошенко на первую частоту является значительным только при малой контактной жесткости, в то время как его влияние на высшие моды существенно в широком диапазоне значений контактной жесткости. С увеличением высоты зонда влияние нормальной контактной жесткости на моды колебаний существенно в ограниченном диапазоне значений. С увеличением коэффициента, характеризующего изменение ширины консоли, частоты увеличиваются. Проведено сравнение результатов, полученных с использованием метода дифференциальных квадратур, с точным решением для консоли в форме параллелепипеда.
|
|
Ю.В. Немировский, Т.П. Романова
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
nemirov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: ледяная пластина, жесткопластическая модель, криволинейный контур, жесткая вставка, несжимаемое основание, предельная нагрузка, разносопротивляющийся материал
Страницы: 141-149
Аннотация >>
Разработана методика определения несущей способности ледяных нагружаемых площадок, которые моделируются идеальной жесткопластической пластиной, расположенной на несжимаемом основании. На пластину, имеющую свободно опертый или защемленный произвольный гладкий криволинейный контур, действует нагрузка, равномерно распределенная по усиленной локальной центральной области произвольной формы. Получено аналитическое выражение для предельной нагрузки. В качестве примера рассмотрена пластина в форме эллипса.
|
|
М.Н. Саушкин, В.П. Радченко, А.Ю. Куров
Самарский государственный технический университет, 443100 Самара
msaushkin@gmail.com
Ключевые слова: полый цилиндрический образец, поверхностное пластическое деформирование, полукруглый надрез, распределение остаточных напряжений, метод конечных элементов
Страницы: 150-157
Аннотация >>
Предложен метод исследования распределения остаточных напряжений в надрезе c полукруглым профилем в полом цилиндрическом образце после опережающего поверхностного пластического деформирования, при этом в качестве исходной информации использована одна или две экспериментально определенные компоненты тензора остаточных напряжений в упрочненном слое гладкого образца. Задача решена с использованием метода конечных элементов и с учетом первоначальных пластических деформаций, которым ставятся в соответствие остаточные напряжения по законам упругости. Исследовано влияние технологии упрочнения и глубины надреза на распределение остаточных напряжений. Выполнена экспериментальная проверка разработанного метода и показано, что расчетные и экспериментальные данные о распределении напряжений по глубине слоя хорошо согласуются.
|
|
Л.А. Ткачева
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
tkacheva@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: поверхностные волны, изгибно-гравитационные волны, упругая пластина, присоединенные массы, коэффициенты демпфирования, собственные частоты и формы колебаний, метод нормальных мод, интегральные уравнения, метод граничных элементов
Страницы: 158-170
Аннотация >>
Решена задача о взаимодействии поверхностных и изгибно-гравитационных волн с вертикальной преградой в плоской постановке. Предполагается, что жидкость является идеальной несжимаемой, имеет бесконечную глубину и частично покрыта льдом. Ледяной покров моделируется упругой пластиной постоянной толщины. Определены собственные частоты и формы колебаний плавающей упругой ледяной пластины, прогиб и деформации льда, а также силы, действующие на стенку.
|
|
Н.П. Лазарев1,2
1Научно-исследовательский институт математики Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова, 677000 Якутск
nyurgun@ngs.ru
2Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: пластина, трещина, разрез, условие непроникания, вариационная задача
Страницы: 171-181
Аннотация >>
Для пластины Тимошенко с наклонной трещиной, в исходном состоянии задаваемой поверхностью, нормаль к которой образует малый угол со срединной плоскостью, предложено условие взаимного непроникания берегов трещины. Доказана однозначная разрешимость вариационной задачи о равновесии пластины с условиями непроникания берегов трещины, задаваемыми на кривой, описывающей трещину. Сформулирована дифференциальная постановка задачи, эквивалентная исходной постановке при достаточной гладкости решения. Для одномерного случая (балка с разрезом) получено аналитическое решение и изучены случаи продольного растяжения и сжатия.
|
|
Г.Г. Савенков1, Б.К. Барахтин2, А.М. Брагов3, Е.В. Щукина1
1Концерн "Морское подводное оружие ‑ Гидроприбор", 194044 Санкт-Петербург
sav-georgii@yandex.ru
2Санкт-Петербургский государственный морской технический университет, 194044 Санкт-Петербург
3Научно-исследовательский институт механики Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского, 603950 Нижний Новгород
Ключевые слова: малоуглеродистая сталь, механические свойства, динамический изгиб, фрактальная размерность
Страницы: 182-190
Аннотация >>
Исследованы механические свойства стали марки Ст.10 при растяжении образцов с надрезами при различных скоростях деформации. Проведены исследования поверхностей разрушения после динамического изгиба образцов с надрезами, выявлены особенности механизмов пластической деформации и разрушения, определены фрактальные размерности контуров разрушения.
|
|
Ю.П. Мещеряков, А.А. Пикаревский, О.И. Стояновский
Конструкторско-технологический филиал Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
stn@sibexplo.com
Ключевые слова: взрывная камера, импульсная нагрузка, численный расчет, амортизирующая прокладка, тензометрирование, параметр затухания колебаний
Страницы: 191-200
Аннотация >>
Экспериментально и численно исследовано влияние жесткости амортизирующих прокладок реальной взрывной камеры на степень затухания колебаний и максимальные напряжения в корпусе камеры. Проведен анализ полученных результатов. Обнаружена связь между сейсмическим воздействием на фундамент при подрыве заряда внутри камеры и долговечностью ее эксплуатации.
|
|
