|
|
|
Главная – Журналы – Прикладная механика и техническая физика 2016 номер 3
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] => 3.128.226.128
[SESS_TIME] => 1732184858
[BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
[fixed_session_id] => ccbad04a2d25fc93a63881c375027320
[UNIQUE_KEY] => f51a0cd2e680534db2bb73a8aca394a4
[BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
(
[LOGIN] =>
[POLICY_ATTEMPTS] => 0
)
)
2016 год, номер 3
|
О.А. Фроловская
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, пр. ак. Лаврентьева, 15, Новосибирск, 630090, Россия
oksana@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: нестационарность, автомодельность, критическая точка, unsteadiness, self-similarity, critical point
Страницы: 3-8
Аннотация >>
Рассматривается задача о нестационарном течении вязкой несжимаемой жидкости в окрестности критической точки. Построены автомодельные решения, описывающие плоское и осесимметричное течения.
DOI: 10.15372/PMTF20160301 |
|
Е.Н. Журавлева
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, пр. ак. Лаврентьева, 15, Новосибирск, 630090, Россия
zhuravleva_e@mail.ru
Ключевые слова: течение вязкой несжимаемой жидкости, уравнения Навье -- Стокса, течения со свободными границами, инвариантные и частично инвариантные решения, численные решения, incompressible viscous fluid, Navier-Stokes equations, free-boundary flows, invariant and partially invariant solutions, numerical solutions
Страницы: 9-15
Аннотация >>
Численно исследовано частично инвариантное решение уравнений Навье -- Стокса для плоского случая, которое описывает неустановившееся движение в слое, ограниченном прямой твердой стенкой и параллельной ей свободной границей. Установлено, что при различных значениях начальной скорости течения возможен выход на стационарное состояние с уменьшением или увеличением начальной толщины слоя либо неограниченное увеличение толщины слоя за счет притока жидкости с бесконечности.
DOI: 10.15372/PMTF20160302 |
|
Ю.Д. Чашечкин, В.Е. Прохоров
Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН, Москва, 119526, Россия
chakin@ipmnet.ru
Ключевые слова: капля, сопло, отрыв, поверхностное натяжение, вязкость, структурные элементы, сателлит, перемычка, характерные масштабы, динамика, drop, nozzle, separation, surface tension, viscosity, structural elements, satellite, bridge, characteristic scales, dynamics
Страницы: 16-31
Аннотация >>
Методом высокоскоростной видеосъемки исследована геометрия течений при отрыве висящих капель жидкостей, существенно различающихся по физическим свойствам (спирта, воды, глицерина, масла). Изучена динамика процессов, происходящих с образованием двух характерных форм перемычки: cлабонеоднородной по толщине и с истончением верхнего и нижнего концов. Показано, что процесс изменения формы оторвавшейся перемычки имеет ряд стадий, определяемых свойствами жидкости. В результате перемычка превращается в мелкую каплю -- сателлит.
DOI: 10.15372/PMTF20160303 |
|
К. Хуанг1, Ж. Танг2, Л. Ханг2, К. Оуянг3
1Технологический институт г. Яньчэн, 224051 Яньчэн, Китай
joweiwong@gmail.com
2Университет Хунань, Чанша, 410082, Китай
tangjiashi@hnu.edu.cn
3Исследовательский институт Государственной корпорации энергетических систем, Чанша, 410007, Китай
ouykj@126.com
Ключевые слова: обобщенное уравнение Бюргерса -- Фишера, неравновесный фазовый переход, бифуркационное решение, формирование шаблона, generalized Burgers-Fisher equation, nonequilibrium phase transition, bifurcation solution, pattern formation
Страницы: 32-38
Аннотация >>
Рассматривается неравновесный фазовый переход при образовании биологического шаблона, описываемый обобщенным уравнением Бюргерса -- Фишера с периодическим граничным условием. С использованием метода возмущений в бесконечномерном пространстве при наличии слабого внешнего воздействия получены приближенные бифуркационные решения вблизи критической точки и построены пространственно-периодические шаблоны. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при наличии внешней силы бифуркация происходит позднее.
DOI: 10.15372/PMTF20160304 |
|
Д.В. Садин, В.М. Варварский
Военно-космическая академия им. А. Ф. Можайского, Санкт-Петербург, 197198, Россия
sadin@yandex.ru
Ключевые слова: истечение в вакуум, газодисперсная среда, жесткость уравнений, TVD-схема, exhaustion into vacuum, gas--particle mixture, stiffness of equations, TVD scheme
Страницы: 39-48
Аннотация >>
Представлены результаты анализа двумерного нестационарного истечения односкоростной газодисперсной среды в вакуум для предельных равновесных случаев межфазного теплообмена. Выявлены области существования одномерной волны Римана, боковой волны разрежения и границы области разлета. Установлено, что при температурной равновесности обратное течение занимает бoльшую область, выходящую за границы, задаваемые углами разлета идеального газа и газодисперсной смеси с теплоизолированными фазами. Выполнено численное моделирование истечения неравновесной по скоростям и температурам двухфазной среды в вакуум. Показано, что при истечении образуется бочкообразная структура с волновым разлетом газа и комбинированным разрывом в расширяющейся газодисперсной смеси.
DOI: 10.15372/PMTF20160305 |
|
М.А. Пахомов, В.И. Терехов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
pakhomov@ngs.ru
Ключевые слова: газожидкостный поток, моделирование, структура течения, турбулентность, gas-liquid flow, simulation, flow structure, turbulence
Страницы: 49-59
Аннотация >>
Представлены результаты моделирования структуры течения в вертикальном монодисперсном газожидкостном потоке в трубе на основе эйлерова подхода с учетом влияния пузырьков на осредненные характеристики и турбулентность несущей фазы. Турбулентность несущей фазы рассчитывается с использованием модели переноса компонент тензора рейнольдсовых напряжений. Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными показало, что разработанный подход позволяет адекватно описывать турбулентные пузырьковые течения в широком диапазоне значений объемной доли газа и размеров газовых включений.
DOI: 10.15372/PMTF20160306 |
|
Ю.Г. Крат, И.И. Потапов
Вычислительный центр ДВО РАН, Хабаровск, 680000, Россия
kratyuliya@mail.ru
Ключевые слова: напорный канал, донные волны, математическая модель, pressure conduit, bottom waves, mathematical model
Страницы: 60-64
Аннотация >>
Сформулирована задача устойчивости поверхности песчаного дна в напорном канале прямоугольной формы относительно одномерных по пространству возмущений. Задача устойчивости русла решена с использованием аналитической формулы расхода наносов, в которой учтено влияние придонного давления на движение наносов. Получена аналитическая зависимость длин донных волн от гидродинамических параметров потока и диаметра донных частиц. Проведено сравнение полученной зависимости с экспериментальными данными.
DOI: 10.15372/PMTF20160307 |
|
М. Билал Ашраф1, Т. Хайат2,3, С. А. Шехзад4, Х. Малайка3
1Институт информационных технологий COMSATS, 47070 Вах Кант, Пакистан
bilalashraf_qau@yahoo.com
2Университет Куэд-и-Азам, Исламабад, 44000, Пакистан
pensy_t@yahoo.com
3Университет короля Абдул-Азиза, Джедда, 21589, Саудовская Аравия
hmalaikah@kau.edu.sa
4Институт информационных технологий COMSATS, Сахивал, Пакистан
ali_qau70@yahoo.com
Ключевые слова: вязкоупругая жидкость, экспоненциально растягивающаяся поверхность, теплообмен, viscoelastic fluid, exponentially stretching surface, heat transfer
Страницы: 65-76
Аннотация >>
C использованием материальных уравнений для реологической жидкости второго класса проведен анализ трехмерного течения вязкоупругой жидкости по экспоненциально растягивающейся поверхности при наличии теплообмена. С помощью преобразований управляющие уравнения пограничного слоя сведены к обыкновенным дифференциальным уравнениям, решения которых находятся в виде рядов. Исследована сходимость полученных решений. Проанализировано влияние параметров задачи на процесс теплообмена. Показано, что зависимости, описывающие влияние числа Прандтля, вязкоупругости, отношения скоростей и показателя степени в выражении для температуры на число Нуссельта, качественно подобны.
DOI: 10.15372/PMTF20160308 |
|
Д. Незар, С. Рахал
Университет Хадж Лахдар, 05000 Батна, Алжир
dnezar_lab@yahoo.fr
Ключевые слова: конвективная неустойчивость Бенара-Марангони, гравитационная сила, термокапиллярные силы, структуры, вычислительная гидродинамика, Benard-Marangoni convective instability, gravity force, thermocapillary force, patterns, CFD
Страницы: 77-83
Аннотация >>
Проведено численное трехмерное моделирование конвективной неустойчивости в горизонтальном слое жидкости (силиконовое масло с числом Прандтля Pr = 102) со свободной поверхностью при наличии наклонного градиента температуры. Для слоев жидкости различной толщины изучено влияние гравитационных и термокапиллярных сил на формирование конвективных моделей. Показано, что полученные численные результаты хорошо согласуются с известными экспериментальными данными.
DOI: 10.15372/PMTF20160309 |
|
М. Калтех1, С. Гхорбани1, Т. Хадеминеджад2
1Гилянский университет, Решт, 3756, Иран
mkalteh@guilan.ac.ir
2Технологический институт штата Иллинойс, Чикаго, 60616, США
tkhademi@hawk.iit.edu
Ключевые слова: осесимметричный поток, растягивающийся цилиндр, вязкая диссипация, тепловое излучение, метод Рунге-Кутты, axisymmetric flow, stretching cylinder, viscous dissipation, thermal radiation, Runge-Kutta method
Страницы: 84-95
Аннотация >>
C учетом вязкой диссипации, теплового излучения и поперечной кривизны численно исследовано осесимметричное магнитогидродинамическое течение в пограничном слое вблизи тонкого цилиндра при наличии теплообмена. Для этого с использованием преобразования подобия дифференциальные уравнения в частных производных преобразованы к обыкновенным, которые с соответствующими граничными условиями решены методом Рунге -- Кутты четвертого порядка. Изучено влияние различных параметров на скорость, температуру, коэффициент локального поверхностного трения и число Нуссельта.
DOI: 10.15372/PMTF20160310 |
|
Г. Палани1, Е. Ж. Л. Кумар2, К.-Й. Ким3
1Государственный колледж искусств, Ченнай, 600039, Тамилнад, Индия
gpalani32@yahoo.co.in
2Институт им. Шри Рамасвами, Тамилнад, Индия
ejlalithkumar@gmail.com
3Университет Инха, Инчеон, 402-751, Республика Корея
kykim@inha.ac.kr
Ключевые слова: свободная конвекция, изменяющиеся вязкость и теплопроводность, вертикальный конус, free convection, variable viscosity and thermal conductivity, vertical cone
Страницы: 96-107
Аннотация >>
Рассматривается течение вязкой несжимаемой жидкости вдоль нагретого вертикального конуса с учетом зависимости вязкости и теплопроводности от температуры. Вязкость и теплопроводность жидкости считаются экспоненциальной и линейной функциями температуры соответственно. Исходные уравнения для ламинарной свободной конвекции жидкости приводятся к безразмерным дифференциальным уравнениям с частными производными, которые решаются с использованием неявной конечно-разностной схемы Крэнка -- Николсона. Получены зависимости параметров течения от вязкости и теплопроводности жидкости.
DOI: 10.15372/PMTF20160311 |
|
С.В. Федоров
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
sergfed-64@mail.ru
Ключевые слова: взрыв, кумулятивная струя, кумулятивная облицовка, магнитное поле, индукционный нагрев, термическое разупрочнение, предельное удлинение, explosion, shaped-charge jet, shaped-charge liner, magnetic field, induction heating, thermal softening, ultimate elongation
Страницы: 108-120
Аннотация >>
Проанализирована возможность увеличения предельного удлинения и пробивного действия металлических кумулятивных струй при наличии в кумулятивной облицовке аксиального магнитного поля за счет нагрева и термического разупрочнения материала струи в результате резкого увеличения индукции магнитного поля в области струеобразования при схлопывании облицовки. Проведено численное моделирование этого процесса в рамках квазидвумерной задачи об инерционном растяжении проводящего жесткопластического стержня при наличии в нем продольного магнитного поля.
DOI: 10.15372/PMTF20160312 |
|
В.Д. Кургузов, А.Г. Демешкин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
kurguzov@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: тонкие пленки, отслоение, упругое основание, потеря устойчивости, нелинейное деформирование, thin films, detachment, elastic foundation, buckling, nonlinear strain
Страницы: 121-128
Аннотация >>
Рассмотрены процессы упругой деформации тонких пленок при механическом нагружении. Пленка моделируется продольно сжатой пластиной, расположенной на упругом основании. Построена компьютерная модель потери устойчивости узкой тонкой пластины с участком отслоения, находящейся на упругом основании. Исследовано закритическое поведение системы пластина -- подложка. Выполнены эксперименты по осевому сжатию металлической полосы, приклеенной к резиновой пластине, в которых получено от 2 до 7 форм потери устойчивости. Проведено сравнение полученных в численном расчете критических нагрузок и форм потери устойчивости с экспериментальными данными. Показана возможность прогрессирующего отслоения металлической пластины от основания при превышении критической нагрузки. Установлено, что при использовании предлагаемого подхода, в котором в отличие от других подходов учитывается упругая деформация подложки, возникает зависимость критических напряжений изгиба от жесткости основания.
DOI: 10.15372/PMTF20160313 |
|
И.А. Банщикова, В.А. Блинов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
binna@ngs.ru
Ключевые слова: пластина, ползучесть, трансверсально-изотропный материал, кручение, плоское напряженное состояние, plate, creep, transversely isotropic material, torsion, plane stress
Страницы: 129-138
Аннотация >>
Приводятся результаты расчетов и экспериментов по кручению пластин из изотропных и трансверсально-изотропных сплавов BT-20 и 1163T с пониженной сопротивляемостью деформациям ползучести в направлении, перпендикулярном срединной поверхности. Проведено сравнение результатов численного моделирования для пластин различной толщины, относящихся к классу жестких и гибких пластин, выполненного с использованием теории чистого изгиба и метода конечных элементов. Установлено, что при деформировании пластины из анизотропного материала в знакопеременную седлообразную поверхность значения кривизны меньше, чем в случае пластины из изотропного материала. Расчет в предположении чистого изгиба дает верхнюю оценку разности кривизн при деформировании пластин из трансверсально-изотропного и изотропного материалов.
DOI: 10.15372/PMTF20160314 |
|
М. М. Абаи, М. Ж. Кетабдари, А. Ахмади, Х. Алеми Ардакани
Технологический университет им. Амир-Кабира, Тегеран, Иран
mahdy.abaiee@aut.ac.ir
Ключевые слова: платформа с натяжными опорами типа "морская звезда", модельное исследование, метод граничных элементов, модифицированный метод Эйлера, дифракция, излучение, sea-star TLP, model test, BEM, MEM, diffraction, radiation
Страницы: 139-148
Аннотация >>
Проведено экспериментальное исследование поведения миниатюрной модели платформы с натяжными опорами типа "морская звезда" (масштаб 1:100) в волновом лотке. С использованием метода конечных элементов, основанного на уравнении Моррисона, и метода граничных элементов, основанного на трехмерной теории дифракции и излучения, выполнены численные расчеты гидродинамических сил. С помощью модифицированного метода Эйлера интегрируется нелинейное уравнение связанного движения корпуса и натяжных элементов для мини-платформы с натяжными опорами типа "морская звезда". Проведено сравнение результатов численного моделирования поведения платформы при различных степенях свободы с экспериментальными данными. Показано, что эти результаты хорошо согласуются. Установлено, что при проведении гидродинамического анализа поведения платформы типа "морская звезда" достаточно использовать дифракционный метод первого порядка и выполнить квазистатическое моделирование натяжных элементов.
DOI: 10.15372/PMTF20160315 |
|
М. Шариати, А. Акбарпур
Университет им. Фирдоуси, Машхад, Иран
mshariati44@gmail.com
Ключевые слова: трещина, конечно-элементная модель, неустойчивость, тонкостенные трубы, сложное нагружение, crack, finite element model, instability, thin-walled tubes, combined loading
Страницы: 149-158
Аннотация >>
Рассматривается неустойчивость тонкостенной трубы из нержавеющей стали с трещиноподобным дефектом, находящейся в сложном напряженном состоянии. Исследовано влияние длины трубы, ориентации и длины трещины на критическую нагрузку выпучивания трубы. С помощью метода конечных элементов и с использованием пакета Abacus выполнено численное моделирование труб, находящихся в условиях сложного нагружения. Установлено, что для труб с трещиной, имеющих одну и ту же толщину, при увеличении их длины, так же как и при увеличении отношения длины трубы к ее диаметру, критическое усилие выпучивания уменьшается. Показано, что критическое усилие уменьшается и при увеличении длины трещины.
DOI: 10.15372/PMTF20160316 |
|
Т. Джавед, И. Мустафа
Международный исламский университет, Исламабад, 44000, Пакистан
tariq_17pk@yahoo.com
Ключевые слова: жидкость третьего порядка, теплоперенос, эффекты скольжения, вязкая диссипация, точки остановки потока, численное решение, third-grade fluid, heat transfer, slip effects, viscous dissipation, stagnation point flow, numerical solution
Страницы: 159-170
Аннотация >>
Исследуется смешанная конвекция в потоке жидкости третьего порядка вблизи ортогональных точек торможения на вертикальной поверхности с учетом скольжения и вязкой диссипации. С использованием преобразования подобия исходная задача сводится к системе нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений. Изучается влияние параметров течения, таких как число Вайсенберга, параметр третьего порядка, локальное число Рейнольдса, число Прандтля, число Эккерта, параметр смешанной конвекции, параметры скольжения для скорости и температуры, на температуру и скорость, коэффициенты локального поверхностного трения и локальное число Нуссельта.
DOI: 10.15372/PMTF20160317 |
|
Е.Ю. Витохин, М.Б. Бабенков
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, 195251, Россия
evitokhin@yandex.ru
Ключевые слова: гиперболическая задача термоупругости, закон Максвелла -- Каттанео, релаксация теплового потока, метод конечных разностей, hyperbolic thermoelastic problem, Maxwell-Cattaneo law, heat flow relaxation, finite difference method
Страницы: 171-185
Аннотация >>
С учетом конечной скорости распространения тепловых волн и с использованием численного алгоритма на основе метода конечных разностей рассматривается задача термоупругости о лазерном воздействии на металлы и диэлектрики. Полученное численное решение сопоставляется с аналитическим. Задача решается в связанной и несвязанной постановках. Решения гиперболической задачи термоупругости сравниваются с решениями классической задачи. Получены аналитические выражения для скоростей распространения составляющих термоупругой волны. Определены моменты времени, в которые можно экспериментально зафиксировать различия решений гиперболической и классической задач термоупругости.
DOI: 10.15372/PMTF20160318 |
|
В.О. Шемелина
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
v.kulakova@outlook.com
Ключевые слова: изгибно-гравитационные колебания, собственные колебания, гидроупругость, мелкая вода, круглая пластина, flexural-gravitational vibrations, natural vibrations, hydroelasticity, shallow water, circular plate
Страницы: 186-195
Аннотация >>
В рамках теории длинных волн на мелкой воде проведены численно-аналитические исследования собственных и квазисобственных изгибно-гравитационных колебаний упругой плавающей на поверхности жидкости пластины. Для случаев ограниченного и неограниченного бассейнов исследованы зависимости собственных и квазисобственных частот от геометрических параметров области колебаний. Изучено влияние неровностей дна в форме кругового цилиндра или кругового усеченного конуса на собственные и квазисобственные частоты и функции.
DOI: 10.15372/PMTF20160319 |
|
В.П. Радченко, М.Н. Саушкин, В.В. Цветков
Самарский государственный технический университет, Самара, 443100, Россия
radch@samgtu.ru
Ключевые слова: цилиндрический образец, поверхностное пластическое упрочнение, обработка микрошариками, остаточные напряжения, температурные выдержки, ползучесть, реологическая модель, краевая задача, релаксация напряжений, cylindrical sample, surface plastic reinforcement, treatment by microspheres, residual stresses, temperature soaks, creep, rheological model, boundary-value problem, stress relaxation
Страницы: 196-207
Аннотация >>
Исследуется влияние термоэкспозиции (высокотемпературной выдержки) (T=675oC) на релаксацию остаточных напряжений ползучести в поверхностно упрочненном сплошном цилиндрическом образце из сплава марки ЖС6УВИ. Анализ проводится с использованием экспериментальных данных для остаточных напряжений после процедуры упрочнения микрошариками и после выдержек при температуре T=675oC в течение 50, 150 и 300 ч. Приведена методика решения краевой задачи ползучести упрочненного цилиндрического образца с начальным напряженно-деформированным состоянием в условиях термоэкспозиции. C использованием одноосных экспериментальных кривых ползучести, полученных при постоянных напряжениях 500, 530, 570, 600 МПа, построены модели, описывающие первую и вторую стадии ползучести. Выполнено сравнение расчетных и экспериментальных данных для продольной (осевой) компоненты тензора остаточных напряжений, показавшее, что они удовлетворительно согласуются.
DOI: 10.15372/PMTF20160320 |
|
Е.П. Дац1, А.В. Ткачева2
1Владивостокский государственный университет экономики и сервиса, Владивосток, 690990, Россия
dats@dvo.ru
2Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН, Комсомольск-на-Амуре, 681005, Россия
4nansi4@mail.ru
Ключевые слова: упругость, пластичность, температурные напряжения, горячая посадка, остаточные напряжения, elasticity, plasticity, thermal stresses, shrink fit, residual stresses
Страницы: 208-216
Аннотация >>
Приведено решение последовательности одномерных краевых задач теории температурных напряжений, определяющих процессы упругопластического деформирования, используемые в технологии горячей посадки цилиндрических тел. Показаны зарождение и развитие пластического течения в материалах элементов сборки с учетом зависимости пределов текучести этих материалов от температуры. Установлено, что в процессе выравнивания температур течение может замедляться, после чего происходят разгрузка и формирование поля остаточных напряжений, обеспечивающих натяг. Определены условия формирования и движения границ областей упругого и пластического состояний как при пластическом течении, так и при разгрузке.
DOI: 10.15372/PMTF20160321 |
|
