Обсуждаются результаты полевых, химико-аналитических исследований и численного анализа процессов оседания пылеаэрозолей в зоне интенсивного воздействия выбросов Томской ГРЭС-2 в зимние периоды с 2009 по 2012 г. В рамках модели реконструкции поля выпадений монодисперсной примеси от точечного источника проведена интерпретация данных наблюдений содержания в снеге твердого осадка, урана, тория в направлении маршрута отбора проб. Показано, что наиболее значительные выпадения этих примесей происходят в ближней окрестности высотных труб станции в составе крупных фракций частиц.
В.В. Пененко, Е.А. Цветова
Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения Российской академии наук, просп. Акад. М.А. Лаврентьева, 6, Новосибирск, 630090 penenko@sscc.ru
Ключевые слова: вариационный принцип, жесткие системы ОДУ, интегрирующие множители, дискретно-аналитические аппроксимации, химия атмосферы, алгоритмы исследования чувствительности моделей
Страницы: 243-256
Представлен новый метод построения экономичных монотонных численных схем для решения основных, сопряженных и обратных задач атмосферной химии. Он является синтезом применения вариационного принципа в сочетании с методами декомпозиции, расщепления и конструктивной реализации идеи интегрирующих множителей Эйлера (ИМЭ) с помощью аппарата локальных сопряженных задач. Для обеспечения эффективности вычислений предложен также способ декомпозиции операторов трансформации многокомпонентных субстанций по механизмам реакций. С применением аналитических ИМЭ декомпозированные системы жестких ОДУ приводятся к эквивалентным системам интегральных уравнений, для решения которых построены прямые многостадийные алгоритмы заданного порядка точности. Разработан оригинальный вариационный метод построения взаимно согласованных алгоритмов для прямых и сопряженных задач и методов теории чувствительности функционалов для сложных дискретно-аналитических моделей с ограничениями.
Н. Н. ГЕРАСИМОВА, Т. А. САГАЧЕНКО, Р. С. МИН
Институт химии нефти Сибирского отделения РАН, проспект Академический, 4, Томск 634021 (Россия) dm@ipc.tsc.ru
Ключевые слова: нефть, смолы, парафины, азотсодержащие основания
Страницы: 395-399
Изучены низкомолекулярные азотсодержащие основания высокосмолистых высокопарафинистых нефтей. Показано, что их структурно-групповой состав не зависит от содержания в нефтях смолисто-асфальтеновых веществ и парафинов и характеризуется набором соединений, типичным для основной массы добываемых нефтей.
Z. W. Li1, W. S. Wu1, Z. Y. Du2, X. Y. Hao1 1Zhaoqing University, Zhaoqing 526061, China lzwgzzd@163.com 2Technical University of Guangdong, Guangzhou 510006, P. R. China
Ключевые слова: amino acid ionic liquids (AAILs), density functional theory (DFT), natural bond orbital (NBO), second order interaction energy
Страницы: 631-638 Подраздел: ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ МОЛЕКУЛ И ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ
The equilibrium geometries and vibrational frequencies of the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium cation and the alanine anion [BMIM][Ala] are studied using density functional theory (DFT) at the B3PW91/6-311+G(d,p) leve1. The most stable structures of the anion, the cation, and the ion pairs are obtained and characterized, and the geometry parameters of the ion pairs confirm the presence of a hydrogen bonding interaction between the anion and the cation. Natural bond orbital (NBO) analysis is also performed to analyze the atomic charge distribution and charge transfer in the [BMIM]+ cation and [BMIM][Ala] ionic liquids. The results show that there are the electrostatic interaction and multiple hydrogen bond interactions between the cation and the anion of the ionic liquids, and the stability of the ground state of the ion pairs mostly results from the hydrogen bonding between the lone pairs of O atoms in the anion and H in the imidazole cycle of the cation. There are some changes in microstructures and the charge distribution during the formation of the ion pairs.
Проведен анализ механизмов рассеяния излучения на шаре в диапазоне углов рассеяния θ от 0 до 180° путем сопоставления точных индикатрис, рассчитанных по теории Ми, и интерференционных индикатрис с участием дифракционного и парциальных лучей геометрической оптики (ГО). При этом оказалось, что крупномасштабные осцилляционные закономерности точной индикатрисы при бóльших Ми параметрах х соответствуют интерференционной картине двух или трех лучей с уточненными амплитудой дифракционного и сдвигами фаз ГО лучей. Для интегральных характеристик погрешность расчета с использованием интерференционных формул в области углов θ = 0 ÷ 10° не превышает единиц процентов для х > 10 и стремится к нулю с ростом х. Для остальных областей в зависимости от сочетания четностей целых частей p полного угла рассеяния следует стремление с ростом параметра Ми периодов осцилляций по q к нулю по законам х–1, х–2/3 (радуга) и х–1/2, а период осцилляций по х начинает зависеть только от θ. Результаты расчета средних по интервалам Δθ = 10 ÷ 15° индикатрис для показателя m = 4/3 представлены в виде аппроксимационных соотношений с асимптотическим стремлением к индикатрисе ГО.
А.Е. Севастьянова
ИЭОПП СО РАН sevast@ieie.nsc.ru
Ключевые слова: регион, Арктика, восточные регионы, управление, стратегия развития, природно-ресурсный потенциал, цели развития
Страницы: 59-78 Подраздел: Север и Арктика России в условиях глобальных вызовов XXI века
Дана характеристика Арктической зоны и восточных регионов России. Показано, что арктические и восточные территории (вместе или каждую в отдельности) нельзя рассматривать как единый объект планирования и управления. Стратегические подходы к развитию каждого региона должны быть специфицированы не только в региональных документах, но и на государственном уровне. С учетом сложившихся реалий в системе управления регионами представляется целесообразным опираться в первую очередь на уровень субъекта Федерации, руководствуясь принципом неделимости субъектов. В то же время оправданны выделение данных макрорегионов в самостоятельные объекты государственной региональной политики, а также формирование системы управления, в первую очередь стратегического планирования, применительно к этим территориям.
О.Б. Кравченко
Новосибирский государственный аграрный университет, Новосибирск natali_respekt7@mail.ru
Ключевые слова: образование, образовательное пространство, право, правовое пространство, образовательно-правовое пространство
Страницы: 24-28 Подраздел: Раздел II. ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПОЛИТИКА И ПРОБЛЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ
В статье рассматриваются условия реформирования образования, среди которых особое место, как считает автор, занимает правовое обеспечение. Изменения, которые происходят в мировом образовательном пространстве, требуют современной коррекции правового поля, в котором функционирует российское образовательное пространство. Результатом этой коррекции должно явиться создание таких правовых механизмов, которые позволят привести российское образование в соответствие с происходящими в нем изменениями.
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
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.
Рассматривается система уравнений, описывающая распространение волны превращения конденсированных веществ. Получены выражения скорости волны через функционал и двусторонние оценки скорости. Обсуждается зависимость скорости от параметров системы.
Экспериментально исследованы особенности околопредельного диффузионного горения ПММА при быстром снижении концентрации кислорода в спутном потоке. Обнаружено, что в определенных условиях потухание пламени протекает в колебательном режиме, когда самопроизвольно возникают локальные колебания околопредельного пламени, возрастающие по амплитуде.
Экспериментально изучалось влияние продольного и поперечного электрического поля на пламя смеси пропан-бутан с воздухом. Найдено, что воздействие поля эффективно, когда одним из электродов является металлический цилиндр, коаксиальный с пламенем, а вторым – горелка. Определены предельные скорости расхода горючей смеси в зависимости от ее состава и подаваемого напряжения. Наблюдаемые явления интерпретированы в рамках представлений об ионном ветре.
С целью обоснования применений зондового масс-спектрометрического метода для исследования Структуры пламен с узкими зонами горения изучена тепловая и химическая структура атмосферного пламени в смеси метан + воздух + аргон, стабилизированного на плоской горелке. Проведена оценка ошибок измерения концентраций компонентов в пламени, когда ширина зоны горения равна диаметру кончика зонда, а число Рейнольдса потока, определенное по диаметру кончика зонда, Re ∼ 1.
Проведено теоретическое исследование влияния диссоциации на предельные размеры горения газовых смесей. Показано, что при учете диссоциации критическое число Пекле для углеводородно-кислородных смесей становится примерно в 2 раза меньше, чем для аналогичных воздушных смесей.
Численно решается нестационарная задача о распространении фронта горения в безгазовой системе, теплоемкость и теплопроводность которой линейны по температуре и глубине превращения соответственно. Проведено сравнение основных характеристик стационарной волны горения с решением задачи при постоянных <i>с</i> и λ. Получена формула для ширины реакционной зоны. В предельных случаях узких и широких зон реакции получены приближенные формулы для скорости горения безгазовых систем с переменной теплопроводностью, неплохо описывающие результаты численных экспериментов. Обсуждается вопрос о выборе постоянных значений теплофизических параметров, вместо переменных, наилучшим образом приближающих результаты счета.
Рассматривается процесс распространения фронта химической реакции по образцу безгазового состава в форме длинного стержня квадратного сечения. В рамках приближения «узкой зоны» исследования линейной устойчивости плоского фронта пламени к пространственным возмущениям указаны формы критических возмущений. В области неустойчивого распространения пламени проведены численные расчеты нелинейной задачи. Получено три нестационарных пространственных режима горения: спиновый, уголковый, кольцевой. Проведено сопоставление с результатами линейного анализа.
Приводятся результаты изучения закономерностей распространения плоских ударных волн в мраморе на расстояние до двух приведенных радиусов. Показано, что поведение мрамора при ударных нагрузках 5–14 ГПа в общем подчиняется модели упругопластической среды. Отмечена перспективность использования метода серии лагранжевых датчиков для изучения поведения горных пород в ближней зоне взрыва.
Рассмотрены задачи теории стадийного горения при протекании последовательных, независимых и обратимых реакций, одна из стадий которых эндотермическая. Определены области существования режимов слияния, управления, отрыва. Для случая более медленной эндотермической стадии в схемах последовательных и независимых реакций показана неединственность стационарных режимов горения, имеющая тепловую природу.
На примере горения в азоте системы V–Fe установлены основные закономерности азотирования сплавов V–VIII групп с соединениями типа σ-фаз. Обнаружен эффект увеличения скорости горения, обусловленный переходом во фронте горения σ-интерметаллида в α-твердый раствор ванадия в железе.
Дан новый способ определения параметров взрывных волн при дефлаграционном горении газов. Рассмотрен одномерный случай со сферической и цилиндрической симметрией. Преимущество способа состоит в том, что он позволяет вести расчет течения газа в широком диапазоне скоростей пламени: от минимальных, соответствующих ламинарному горению, до ∼500 м/с.
Исследовано распределение пероксидных соединений во фронте пламени гексана зондовым методом. Описана методика отбора проб. Найдена область максимального содержания активного кислорода и вычислена его концентрация. Определен состав пероксидов полярографическим методом. Приведена сумма реакций возможного образования пероксидов в реакционной смеси.
В рамках диффузионной модели решена задача о горении жидкости в погружном факеле при наличии инертной добавки в потоке газообразного окислителя. Получены аналитические соотношения для расчета характеристик факела. Показано, в частности, что добавление инертного компонента ведет к существенной перестройке полей гидродинамических, диффузионных, тепловых величин и геометрии факела.
Изучено влияние механоактивации, обусловленной обработкой порошка титана в шаровой мельнице, на закономерности воспламенения и горения. Показано, что при длительности обработки 120 ч температура воспламенения порошка титана снижается более чем на 100°, а скорость его горения в азоте увеличивается почти в 3 раза. Аналогичные эффекты наблюдались при механической обработке титана с сажей. Установлена качественная связь величины эффекта активации процессов воспламенения и горения с величиной стимулированной светом эмиссии электронов.
Дается оценка скорости подъема цилиндрического очага горения, который возникает, если протяженность начального очага инициирования реакции в одном из горизонтальных направлений больше, чем в другом.
А.В. ЛЕОНТЬЕВ1, А.Б. МАКАРОВ2, А.Ю. ТАРАСОВ3 1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, Новосибирск, Россия 2SRKConsulting (Russia), Кузнецкий мост, 4/3, 125009 Москва, Россия 3ТОО “Корпорация Казахмыс”, Пл. Металлургов, 1, 100600, Жезказган, Казахстан
Ключевые слова: породный массив, напряженно-деформированное состояние массива, измерительный гидроразрыв, разрушение горных пород
Страницы: 40-48 Подраздел: Геомеханика
Рассмотрены результаты комплексной оценки природного напряженного состояния породного массива на подземном руднике “Нурказган”. Данные визуального обследования состояния подземных выработок, а также инструментальных определений компонент, действующих в массиве напряжений, свидетельствуют о том, что в пределах месторождения существует гидростатическое поле напряжений.
Для условий криолитозоны Средней Сибири показана фитоценотическая роль сохранившихся на гари отдельных деревьев лиственницы Гмелина. В зависимости от жизненного состояния деревьев определены границы их влияния на восстановление видового состава нижних ярусов фитоценоза и формирование новой генерации древостоя.
Исследованы условия самовоспламенения жидкости в сверхзвуковом высокоэнтальнийном потоке воздуха с М=2,4 ÷ 3,7. Показано, что до температур торможения воздушного потока 2400 К определяющими факторами для самовоспламенения наряду с температурой и давлением, являются особенности структуры начального участка факела распыла: отрыв пограничного слоя, наличие пристеночного слоя с пониженными скоростями. Образование даже незначительных рециркуляционных зон может заметно улучшить условия самовоспламенения. Данные по самовоспламенению жидкости в сверхзвуковом воздушном потоке сравниваются с данными по самовоспламенению газообразного водорода в тех же условиях.
Экспериментально исследовано влияние на процесс зажигания и переходной режим горения гетерогенных смесевых систем дисперсности и формы компонентов, качества смешения исследуемой горючей смеси, количества и природы разбавителя. Работа выполнена на термитных и интерметаллических составах. Полученные результаты качественно согласуются с ранее сделанными теоретическими выводами.
Экспериментально исследовано влияние давления на протяженность зоны горения стехиометрической метано-воздушной смеси в пористой инертной зернистой среде при начальных давлениях 0,2 –1,5 МПа. Показано, что характерное время тепловой релаксации продуктов, сгорания в условиях эксперимента существенно меньше характерного времени горения.
Рассматривается возможность определения времен колебательной релаксации для V – Т- и V – V’-процессов при поглощении движущимся газом электромагнитного излучения, частота которого резонансна частоте поглощающего перехода молекул смеси.
На основе данных численного эксперимента установлены параметрические соотношения для основных характеристик рабочей среды СО-ГДЛ. Максимальная величина коэффициента усиления рабочей среды и расстояние, на котором она достигается, определяются двумя входными параметрами системы – замороженной колебательной энергией окиси углерода и поступательной температурой газа в области резонатора.
В статье представлены результаты численного изучения процесса развития возмущений на границе газ – стекло простейшей обол очечной мишени, облучаемой несимметричным лазерным импульсом. Показано, что основным источником возмущений являются первые ударные волны, проходящие по оболочке. Указано два способа снижения чувствительности мишени к несимметрии облучения.
Рассмотрена возможность применения электромагнитных ускорителей для исследования высокоскоростных соударений. Анализируется изменение длины ускоряемого цилиндрического проводника за счет тепловых процессов в местах контакта с токоподводящими рельсами электромагнитного ускорителя. Получена замкнутая система уравнений, позволяющая рассчитать параметры ускоряемого тела в момент соударения. По результатам экспериментов получены зависимости относительной глубины и ширины каверны и показана возможность использования электромагнитных ускорителей для исследования соударений конструкционных материалов с цилиндрическими и сферическими телами.
Выполнен анализ динамики тяжелых заряженных частиц, возникающих при работе управляющего двигателя летательного аппарата и движущихся в разреженной атмосфере с отличным от нуля магнитным полем. Рассмотрена стадия свободномолекулярного разлета, когда столкновительными процессами в самой струе можно пренебречь и на частицы действует сила со стороны магнитного поля и сила аэродинамического сопротивления, окружающей среды. Исследованы условия, при которых частицы вновь могут вернуться на поверхность аппарата. Приведены результаты решения задачи о параметрах возвращающихся частиц.
Методом Монте—Карло определяются основные характеристики переноса электронов малых энергий в толстых газовых поглотителях при нормальном падении электрона. Изучены зависимости длин пробега от начальных параметров электронов.
На основании фотографий, осциллограмм тока и напряжения исследованы динамика развития и структура барьерного разряда (БР) в большом промежутке и влияние на его свойства состава газа, амплитуды и частоты импульсного питающего напряжения. Установлено, что динамика БР определяется изменением емкости промежутка в процессе разряда, а многоканальность его структуры связана с условиями развития скользящего разряда (CP) по диэлектрическому барьеру. Многоканальность структуры БР позволяет использовать его для синхронного инициирования автономных и формирования многоканальных разрядов.
Получены данные по разгону твердых частиц различными легкими газами (водород, гелий, метан, воздух) до сверхзвуковых скоростей при наличии испарения с последующим вводом в спутное гиперзвуковое течение инверсновозбужденной среды. Проведен анализ, связанный с влиянием вязкости на поле взаимодействующих потоков в ламинарном и турбулентном режимах течения, и определены возможные положения точек отрыва и срывных зон вверх по потоку от места ввода частиц.
Теоретически изучен процесс установления газовой температуры в молекулярном O3-газе, резонансно возбуждаемом ИК-излучением СO2-лазера в полосе 9,6 мкм. Показано, что формирование температуры носит немонотонный во времени характер и в зависимости от параметров лазерного импульса возможно как охлаждение, так и нагрев газа. Расчет велся в рамках поуровневой кинетической модели, учитывающей различные каналы процессов R –Т-, V – V-, V – V'- и V – Т-релаксации.
В рамках двумерной системы уравнений, учитывающих движение электронов и ионов в самосогласованном электрическом поле, процессы ионизации и рекомбинации, в плоской геометрии рассчитывается пробой и выход на квазистационарный режим плоского конденсатора, заполненного азотом при давлении р = 666,6 Па, для двух значений полного тока, отличающихся в 2 раза. Показано, что прикатодный слой объемного заряда, формирующийся во время пробоя, занимает незначительную часть катода. После пробоя средняя плотность тока в катодном пятне слабо меняется во времени и одинакова для двух вариантов (закон нормальной плотности тока). Непосредственно после пробоя распределение плазмы в столбе диффузное. С течением времени токовый канал в объеме сжимается: плотность тока на аноде более чем в 2 раза превышает плотность тока на катоде.
Экспериментально исследованы явления взаимодействия ударной волны с полостью в стенке. Полость действует подобно ударно-возбужденному резонатору, излучая несколько систем затухающих волн, частоты которых коррелируют с размерами полости. В условиях эксперимента присутствие развитых вихревых систем определяющим образом влияет на ход процесса и его амплитудные характеристики.
В рамках теории горения Зельдовича – Новожилова определены для некоторых частных случаев области существования устойчивости горения к-фазы в полузамкнутом объеме в зависимости от основных параметров процесса. Дан краткий анализ полученных результатов.
Приводятся результаты экспериментов по определению периода задержки воспламенения бензина А-76 при впрыске его в заполненный сжатым подогретым воздухом замкнутый объем, имитирующий камеру сгорания дизельного двигателя. Определены критические температуры и давления, при которых наступает воспламенение топливно-воздушной смеси или меняются механизмы горения. Получена эмпирическая формула, описывающая зависимость периода задержки воспламенения от давления (от 16 до 80 атм) и температуры (от 500 до 700 °С) в среде.
Комплексные исследования эталонных разрезов мезозоя Анабарского района (север Средней Сибири, побережье моря Лаптевых), проведенные в последнее время, и переинтерпретация на современной стратиграфической основе всех опубликованных ранее данных позволили существенно усовершенствовать биои литостратиграфическое расчленение и фациальное районирование юрских и меловых толщ этого региона. На основе анализа полученного богатейшего палеонтологического материала удалось разработать или существенно усовершенствовать зональные шкалы по аммонитам, белемнитам, двустворкам, фораминиферам, остракодам, диноцистам и наземным палиноморфам для отдельных интервалов юры и мела. Все зональные шкалы откалиброваны относительно друг друга и в первую очередь относительно региональной аммонитовой шкалы. Анализ латерального распространения фоссилий в разных регионах Северного полушария позволил выделить и обосновать разномасштабные реперные уровни межрегиональной корреляции, что позволяет предлагать и рассматривать параллельные зональные шкалы в качестве составляющих бореального зонального стандарта юры и мела. Сведенные воедино эти шкалы образуют биостратиграфическую комплексную основу, призванную обеспечить с высоким разрешением расчленение толщи осадков бореального типа, независимо от места их формирования, и осуществлять, по мере возможности, посредством набора реперных корреляционных уровней сопоставление с международным стратиграфическим стандартом.
Изучено горение жидкого органического азида на нормальном режиме и вблизи его пределов. Определены критический диаметр нормального и турбулентного горения, скорость и максимальная температура горения.
Изучены процессы горения в трехкомпонентной системе титан – углерод – водород. Обнаружены критические условия смены режимов горения, связанные с конкуренцией реакций карбидизации и гидрирования титана. На основании проведенных исследований подобраны оптимальные режимы синтеза карбогидридов титана методом GBC.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
