|
|
|
Главная – Журналы – Прикладная механика и техническая физика 2013 номер 6
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] => 3.148.108.201
[SESS_TIME] => 1732179146
[BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
[fixed_session_id] => 0f131ea3d20a2b697d221f9d29aab3df
[UNIQUE_KEY] => 962ebe55357310cd720d3d9ef3cdf545
[BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
(
[LOGIN] =>
[POLICY_ATTEMPTS] => 0
)
)
2013 год, номер 6
|
А.А. Дойников, А. Буаказ
Университет им. Франсуа Рабле, 37044 Тур, Франция
doinikov@bsu.by
Ключевые слова: ультразвук, эхография, контрастный агент, сонопорация
Страницы: 5-16
Аннотация >>
Представлена новая область пузырьковой динамики, изучающая поведение ультразвуковых контрастных агентов ‑ искусственных заключенных в оболочку пузырьков, которые используются в диагностической и терапевтической ультразвуковой медицине для улучшения качества ультразвуковых изображений и доставки лекарства в заданные точки в организме пациента. Проведен анализ теоретических моделей, используемых при описании поведения оболочки пузырька, взаимодействия пузырька со стенками кровеносных сосудов и воздействия пузырька на клеточную мембрану.
|
|
М.Н. Давыдов, В.К. Кедринский
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
davydov@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: метод сглаженных частиц (SPH-метод), кавитационное разрушение, ударно-волновое нагружение
Страницы: 17-26
Аннотация >>
Показано, что использование метода сглаженных частиц позволяет провести исследование структуры течения кавитирующей среды с высокой концентрацией газовой фазы и описать процесс инверсии ее двухфазного состояния ‑ переход от кавитирующей жидкости к системе газ — частицы. В результате численного анализа динамики состояния полусферической капли в процессе ее ударно-волнового нагружения установлено, что фокусировка отраженной от свободной поверхности капли ударной волны приводит к формированию в центре капли плотного быстрорасширяющегося кавитационного кластера. К моменту времени t = 500 мкс пузырьки в центре кластера успевают не только коалесцировать, образуя структуру типа пены, но и трансформироваться в систему газ — частицы, образовав практически свободную быстрорасширяющуюся зону. Механизм этого процесса, определенный ранее как внутренний “кавитационный взрыв” капли, подтвержден в результате математического моделирования задачи с помощью метода сглаженных частиц. Деформация кавитирующей капли завершается ее распадом на отдельные фрагменты и частицы.
|
|
В.М. Сорокин, А.К. Ященко
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН, 142190 Троицк
sova@izmiran.ru
Ключевые слова: пленочная мембрана, проводник с током, сила Ампера, собственные колебания мембраны, демпфирование колебаний
Страницы: 27-37
Аннотация >>
Рассмотрена динамика в условиях невесомости круглой пленочной мембраны, на которой расположены проводники с электрическим током. Найдены уравнения колебаний мембраны, стабилизируемой силой Ампера. Проведены расчеты спектра собственных колебаний, вычислены соответствующие им величины деформаций. Рассмотрены вынужденные колебания мембраны. Исследовано влияние геомагнитного поля на устойчивость мембраны и демпфирование ее колебаний при нестационарных режимах воздействия механических сил в условиях невесомости.
|
|
М.Н. Казеев, В.С. Койдан, В.Ф. Козлов, Ю.С. Толстов
Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”, 123182 Москва
kazeev@nfi.kiae.ru
Ключевые слова: электрический разряд, сильное магнитное поле, магнитно-импульсная сварка, сварное соединение
Страницы: 38-44
Аннотация >>
Приведены результаты исследования возможности осуществления магнитно-импульсной сварки плоских проводников. Экспериментально исследованы различные схемы индукторов и конфигурации пластин. Представлена схема оптимизированного индуктора для ускорения плоских проводников магнитным полем, разработано необходимое диагностическое оборудование. Приведены результаты экспериментов по ускорению плоских проводников и получению сварных соединений алюминий—алюминий и алюминий—сталь. Исследованы характеристики полученных сварных соединений.
|
|
С. Л. Девис1, Т. Б. Диттман1, Дж. Б. Якобс1, В. С. Дон2
1Университет г. Сан-Диего, Сан-Диего, США
gjacobs@mail.sdsu.edu
2Гонконгский баптиcтский университет, Гонконг, Китай
wsdon@math.hkbu.edu.hk
Ключевые слова: дисперсия частиц, ударная волна, конечно-разностная монотонная схема высокого порядка
Страницы: 45-59
Аннотация >>
Исследованы распространение облака частиц в ускоряющемся потоке за фронтом нормальной ударной волны и влияние на дисперсию облаков прямоугольной и эллиптической форм отношения продольного размера облака к его поперечному размеру, а также угла атаки несущего потока. Для численного решения используется конечно-разностная монотонная схема высокого порядка, основанная на смешанной элеровой и лагранжевой формулировке задачи. Уравнения законов сохранения решаются на эйлеровой сетке, для описания движения частиц применяется лагранжева сетка. Установлено, что облака эллиптической формы имеют меньшую дисперсию, чем облака прямоугольной формы. Среднее и среднеквадратичное значения координат частиц облака свидетельствуют о том, что с уменьшением отношения его продольного и поперечного размеров увеличивается скорость конвекции облака в направлении потока. С увеличением угла поворота облака его дисперсия увеличивается, если отношение продольного и поперечного размеров облака больше единицы. Показано, что при умеренных углах поворота динамика потока, содержащего частицы, в случае облака прямоугольной формы качественно и количественно сравнима с динамикой потока в случае облака треугольной формы.
|
|
С. Морсли, А. Сабер-Бендехина
Научно-технологический университет г. Оран, Оран, Алжир
sabeuramina@hotmail.com
Ключевые слова: естественная конвекция, волнообразная каверна, производство энтропии, число Бежана
Страницы: 60-68
Аннотация >>
Путем численного моделирования проведено исследование производства энтропии при естественной конвекции в квадратных кавернах с волнообразными горячими стенками для различных волновых мод и чисел Рэлея при постоянном числе Прандтля. Установлено, что геометрия горячей стенки оказывает существенное влияние на скорость потока тепла в каверне. В результате численного моделирования обнаружено, что при теплопереносе в каверне с волнообразными стенками среднее число Нуссельта меньше, чем при теплопереносе в каверне с гладкими стенками. Вычислены безразмерные скорость, температура, распределение локальной энтропии, обусловленной как переносом тепла, так и вязкостью жидкости, локальное число Бежана, локальное производство энтропии для различных волновых мод и чисел Рэлея. Исследование выполнено для чисел Рэлея в диапазоне 10 3 < Ra < 10 5, коэффициента необратимости процесса ‑ в диапазоне 10 –4 < φ < 10 –2 при числе Прандтля Pr = 0,71. Обнаружено, что с увеличением волновых мод производство общей энтропии возрастает.
|
|
Е.Ю. Мещерякова
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
helenmesh@gmail.com
Ключевые слова: идеальная несжимаемая жидкость, вращательно-симметричное движение, нестационарный цилиндрический вихрь
Страницы: 69-76
Аннотация >>
Рассматриваются уравнения вращательно-симметричного движения идеальной несжимаемой жидкости. Выделен класс решений этих уравнений, описываемый с помощью гиперболического уравнения четвертого порядка с одной пространственной переменной, для которого ставится начально-краевая задача. С использованием нового класса точных решений уравнений Эйлера описан нестационарный цилиндрический вихрь в идеальной жидкости.
|
|
С. Мухопадхай1, Ариф М. Голам2, Али М. Вазед3
1Университет г. Бурдвана, 713104 Бурдван, Индия
swati_bumath@yahoo.co.in
2Институт менеджмента Университета г. Раджшахи, 6205 Раджшахи, Бангладеш
3Университет г. Раджшахи, 6205 Раджшахи, Бангладеш
Ключевые слова: экспоненциально растягивающаяся пластина, отсос (вдув), проскальзывание, массообмен, автомодельные решения
Страницы: 77-86
Аннотация >>
Проанализированы течение и массообмен в пограничном слое на экспоненциально растягивающейся пористой пластине, при этом вместо условия прилипания на границе рассматривалось условие проскальзывания. С использованием преобразования подобия получены автомодельные уравнения, которые решены численно методом пристрелки. Установлено, что скорость жидкости и концентрация уменьшаются при увеличении параметра проскальзывания, скорость жидкости уменьшается при увеличении параметра отсоса.
|
|
Ю.Н. Гордеев, Д.О. Бабаева, Е.Б. Сандаков
Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”, 115409 Москва
yuGordeyev@yandex.ru
Ключевые слова: трещина Перкинса–Керна, точное решение, фильтрация жидкости разрыва в пласте
Страницы: 87-94
Аннотация >>
В рамках модели трещины Перкинса–Керна построено точное решение задачи о распространении гидроразрыва в проницаемой среде при постоянном режиме закачивания жидкости в частично вскрываемый пласт. С использованием поля давления фильтрующейся жидкости, определяемой уравнением Щелкачева (типа пьезопроводности), находится объем утечки этой жидкости из трещины. Получены универсальные профили распределения давления жидкости в трещине и скорости вытекания жидкости из нее. Показано, что в вершине трещины Перкинса–Керна имеет место резкое увеличение объема утечек из трещины.
|
|
А.И. Филиппов, О.В. Ахметова, И.Ф. Кабиров
Институт прикладных исследований АН Республики Башкортостан, 453103 Стерлитамак
ahoksana@yandex.ru
Ключевые слова: теплопроводящая среда, стационарный режим, фильтрация, температура, “в среднем точный” асимптотический метод
Страницы: 95-111
Аннотация >>
Рассмотрена задача о температурном поле, создаваемом источниками, положение которых не зависит от вертикальной координаты и которые сосредоточены в горизонтальном проницаемом слое, окруженном теплопроводящей средой, при стационарном движении жидкости в радиальном направлении. Для решения использован “в среднем точный” асимптотический метод. Получены аналитические выражения для нулевого приближения и первого коэффициента разложения. Определено условие, при котором осредненная задача для остаточного члена имеет тривиальное решение.
|
|
Дж. Палани1, А. Р. Рагаван1, Е. Тандапани2
1Государственный колледж искусств им. Амбедкара, 600039 Ченнай, Тамилнад, Индия
gpalani32@yahoo.co.in
2Институт современных исследований в математике им. Рамануджана университета Мадраса, 600005 Ченнай, Тамилнад, Индия
Ключевые слова: магнитная гидродинамика, вязкая диссипация, число Нуссельта, свободная конвекция, вертикальный конус
Страницы: 112-124
Аннотация >>
Изучено влияние вязкой диссипации на свободно-конвективное течение на поверхности вертикального конуса с переменным тепловым потоком при воздействии поперечного магнитного поля. Численно исследованы особенности теплообмена в свободно-конвективном течении. Получены численные решения преобразованных управляющих уравнений для переменного теплового потока на поверхности. Для различных значений параметров задачи вычислены скорость, температура, коэффициенты локального касательного напряжения и теплообмена. Результаты вычислений представлены в виде графиков. Обсуждается влияние на течение магнитного параметра, числа диссипации, показателя степени в степенном законе, угла между образующей поверхности конуса и вертикалью и числа Прандтля на течение. Проведено сравнение полученных результатов с известными данными и показано, что они хорошо согласуются.
|
|
Н.И. Остросаблин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
abd@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: трансверсально-изотропная среда, модули упругости, продольные нормали, общее решение, операторы рекурсии, диагонализация эллиптической системы
Страницы: 125-145
Аннотация >>
Для динамической трехмерной системы уравнений в смещениях линейной теории упругости трансверсально-изотропных сред приведены явные выражения для фазовых скоростей и векторов поляризации плоских волн. Найдены все продольные нормали. При некоторых значениях модулей упругости система уравнений приводится к диагональному виду. Для статических уравнений определены все условия эллиптичности системы. Даны два новых представления смещений через потенциальные функции, удовлетворяющие трем независимым квазигармоническим уравнениям. Определены ограничения на модули упругости, при которых соответствующие коэффициенты в этих представлениях действительные различные, равные или комплексные. Показано, что эти представления являются общими и полными. Каждому представлению соответствует оператор рекурсии (симметрии), т. е. формула производства новых решений.
|
|
Е.А. Иванова, Я.Э. Колпаков
Институт проблем машиноведения РАН, 199178 Санкт-Петербург
elenaivanova239@post.ru
Ключевые слова: микрополярная теория, пьезоэлектричество, пьезоэффект, полярные материалы, спонтанная поляризация
Страницы: 146-160
Аннотация >>
Предложен метод описания пьезоэффекта в полярной среде, основанный на использовании модели сложной частицы с семью степенями свободы, обладающей ненулевым дипольным моментом. На основе микрополярной теории получена система уравнений, отличающаяся от классической теории пьезоэлектричества наличием дополнительных слагаемых. Показано, что при определенных допущениях предложенная система уравнений переходит в классическую, однако пьезоэлектрические модули существенно зависят от вектора спонтанной поляризации. Показано, что для анизотропных сред с различной симметрией структура пьезоэлектрических тензоров третьего ранга, полученных в рамках предлагаемой микрополярной теории, совпадает со структурой тензоров, получаемых в рамках классической теории. Для рассматриваемых сред приведены дисперсионные соотношения и показано, что в предлагаемой теории, в отличие от классической теории, пьезоэлектрические модули пропорциональны спонтанной поляризации.
|
|
Ю.Н. Овчаренко
Тульский государственный университет, 300600 Тула
ovcharenkos@rambler.ru
Ключевые слова: V-образный вырез, плотность энергии деформации, схемы нагружения типа I и типа II, направление распространения трещины, локальный критерий разрушения
Страницы: 161-169
Аннотация >>
Предложены условия разрушения теории локальной плотности энергии деформации, первоначально сформулированные Дж. Си для острого V-образного выреза с произвольным углом раскрытия. Берега рассматриваемого V-образного выреза свободны от нагрузок. Показано, что при использовании схем нагружения типа I и типа II известные условия хрупкого разрушения, предложенные Дж. Си, противоречат одному из основных положений в механике разрушения: чем больше интенсивность напряжений или упругой энергии вблизи вершины V-образного выреза, тем больше вероятность возникновения в ней трещины. Предлагаемые новые условия разрушения (в полярной системе координат) получены в результате независимого определения плотностей энергий изменения объема и формы. В этом случае указанные выше противоречия отсутствуют.
|
|
В.А. Бабаков, А.В. Шиманская
Оклендский технологический университет, 1142 Окленд, Новая Зеландия
vitali.babakov@aut.ac.nz
Ключевые слова: дилатансия, упрочнение, квазилинейная система, гиперболический тип, характеристики
Страницы: 170-174
Аннотация >>
При использовании классической модели идеального жесткопластического материала в случае отсутствия упрочнения определяющая система уравнений является системой гиперболического типа, а при учете упрочнения тип системы уравнений меняется на эллиптический. При этом нарушается соответствие между наблюдаемыми в опытах линиями локализации деформаций и характеристиками квазилинейной системы. Показано, что в случае учета дилатансии сохраняется гиперболический тип системы уравнений.
|
|
И.П. Шацкий, В.В. Перепичка
Институт прикладных проблем механики и математики им. Я. С. Подстригача НАН Украины, 76002, Ивано-Франковск, Украина
ipshatsky@gmail.com
Ключевые слова: удар, упругий стержень, вязкопластическое сопротивление
Страницы: 175-180
Аннотация >>
С использованием модели вязкопластического трения исследована волновая задача о распространении возмущений вдоль упругого стержня, взаимодействующего со средой. Получено точное решение задачи для произвольного момента времени действия нагрузки. Проведен анализ полученных результатов.
|
|
В.М. Мирсалимов, Б.Э. Рустамов
Азербайджанский технический университет, AZ1129 Баку, Азербайджан
mir-vagif@mail.ru
Ключевые слова: изотропная среда, трещиновидная полость, концевые зоны полости, силы сцепления, объемные силы, контактные напряжения
Страницы: 181-190
Аннотация >>
С использованием методов теории упругости построена математическая модель закрытия в изотропной среде трещиновидной полости с концевыми зонами, в которых действуют силы сцепления материала. Считается, что взаимодействие поверхностей трещиновидной полости под действием приложенных объемных и поверхностных нагрузок может приводить к возникновению зон контакта их поверхностей. Определение неизвестных параметров, характеризующих закрытие трещиновидной полости, сводится к решению системы сингулярных интегродифференциальных уравнений. Интегральные уравнения преобразуются в систему нелинейных алгебраических уравнений, которая решается методом последовательных приближений. Определены контактные напряжения, усилия в связях между берегами трещиновидной полости, значения размеров контактной зоны, в которой берега трещиновидной полости смыкаются.
|
|
