|
|
|
Главная – Журналы – Прикладная механика и техническая физика 2023 номер 1
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] => 3.128.201.207
[SESS_TIME] => 1732179776
[BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
[fixed_session_id] => 39fc2b408ce33d853e976c69f82eef31
[UNIQUE_KEY] => 77310dad22d35f1d21476981f4f8114d
[BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
(
[LOGIN] =>
[POLICY_ATTEMPTS] => 0
)
)
2023 год, номер 1
|
А.В. Довгаль, В.В. Козлов, М.В. Литвиненко, Ю.А. Литвиненко, А.Г. Шмаков
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
dovgal@itam.nsc.ru
Ключевые слова: струйное течение, микроструя водорода, диффузионное горение, гидродинамическая устойчивость
Страницы: 3-12
Аннотация >>
Представлены результаты выполненных в последние годы экспериментальных исследований диффузионного горения микроструй водорода. Изучены особенности структуры течения водорода и его горения в зависимости от формы сопла, скорости истечения струи и гравитации, а также горение водорода в смеси с другими газами и периодическое воздействие на микроструи, в данном случае внешними акустическими колебаниями
DOI: 10.15372/PMTF202215145
EDN: IJJSDY
|
|
Ч. Лу, Я. Цуй, Х. Сюй, Ш. Линь, Х. Лян
Чжэцзянский технологический университет, Ханчжоу, Китай
lzm@zjut.edu.cn
Ключевые слова: формула Барлоу, разрушающее давление, сосуды высокого давления, численное моделирование, теория упругопластического деформирования
Страницы: 13-21
Аннотация >>
Выполнены численное моделирование и экспериментальное исследование процесса разрушения тонкостенных сосудов высокого давления, изготовленных из углеродистой стали. Исследовано разрушение сосудов при различных значениях отношeния длины сосуда к его диаметру. Проведено сравнение результатов численного моделирования и экспериментальных данных.
DOI: 10.15372/PMTF202215070
EDN: RDVQIH
|
|
Н.С. Белоусова1,2, О.Г. Глотов1,2, И.В. Сорокин1
1Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, Новосибирск, Россия
nata.bel.94@mail.ru
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
glotov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: частицы титана, горение, смесевое топливо, агломерация, размер агломератов
Страницы: 22-26
Аннотация >>
Исследован процесс горения 12 смесевых топлив следующего состава: 60 % перхлората аммония ситовой фракции (180 - 250 мкм) - 20 % активного горючего связующего - 20 % титана различной дисперсности и природы (с частицами губчатой формы размером d = 32 - 71 мкм и с обкатанными частицами псевдосферической формы размером d = 71 - 500 мкм). Определены скорости горения и параметры агломерации металлического компонента при давлениях 0,35 МПа в азоте и 0,1 МПа в воздухе. Установлено, что агломераты с минимальными размерами образуются при использовании порошков титана с частицами наименьших размеров
DOI: 10.15372/PMTF202215111
EDN: UGNRET
|
|
С.М. Аульченко, Е.В. Картаев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
aulchsm@mail.ru
Ключевые слова: диоксид титана, диоксид кремния, композитная частица, плазмохимический реактор, односкоростная многокомпонентная среда, гомогенная и гетерогенная реакции, коагуляция
Страницы: 27-35
Аннотация >>
С использованием хлоридного метода, основанного на совместном окислении тетрахлоридов титана и кремния, проведено моделирование процесса одностадийного синтеза композитных наночастиц диоксида титана и диоксида кремния в рабочей зоне плазмохимического реактора. В разработанной модели синтеза учтена возможность агрегирования не только частиц диоксида титана, формирующих ядра композитных частиц, но и частиц диоксида кремния, не участвующих в образовании оболочки. Проведено сравнение результатов расчетов (размера ядер, толщины оболочки, количества частиц различного типа), полученных с использованием разных моделей.
DOI: 10.15372/PMTF202215134
EDN: LXZPMV
|
|
А.Г. Маликов1, А.А. Голышев1, И.Е. Витошкин1,2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
smalik@ngs.ru
2Центр коллективного пользования "Сибирский кольцевой источник фотонов" Института катализа СО РАН, Новосибирск, Россия
igor.vitoshkin.97@mail.ru
Ключевые слова: лазерная сварка, термически упрочняемые алюминиевые сплавы, прочность, аддитивные технологии, безразмерные параметры, гетерогенный материал
Страницы: 36-59
Аннотация >>
Приведен обзор методов лазерной сварки и аддитивных технологий, применяемых в современном машиностроении, представлены основные тенденции и аспекты данных технологий. Рассмотрены процессы лазерной сварки термически упрочняемых алюминиевых сплавов, а также проблемы получения высокопрочных сварных соединений. Проведен анализ процесса аддитивного выращивания гетерогенных материалов с учетом безразмерных параметров, определяющих структуру материалов, формируемых с использованием аддитивных технологий.
DOI: 10.15372/PMTF202215159
EDN: ZVTEWH
|
|
О.И. Гусев1, В.С. Скиба1,2, Г.С. Хакимзянов1, Л.Б. Чубаров1
1Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий, Новосибирск, Россия
gusev_oleg_igor@mail.ru
2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия
vassiliyskiba@gmail.com
Ключевые слова: уединенная волна, неровное дно, полупогруженное тело, нелинейно-дисперсионные уравнения, условия сопряжения, силовое воздействие, результаты расчетов
Страницы: 60-75
Аннотация >>
Рассматривается задача о взаимодействии уединенной волны с частично погруженным над неровным дном неподвижным телом. Для решения этой задачи используются нелинейно-дисперсионная модель мелкой воды (Серре - Грина - Нагди) и модель потенциальных течений. Численно исследуется влияние горизонтальных и вертикальных размеров неровностей дна и их расположения относительно полупогруженного тела на значения суммарной силы, воздействующей на препятствие. Показано, что горизонтальная составляющая этой силы монотонно увеличивается при увеличении вертикального размера и длины подводного препятствия. Этот эффект усиливается и при приближении к телу, а на вертикальную составляющую силы наличие препятствия оказывает слабое влияние, при этом ее зависимость от размера препятствия может быть немонотонной.
DOI: 10.15372/PMTF202215142
EDN: IGFRMM
|
|
А.С. Устименко1, И.В. Литвинов2,3, В.И. Сонин1, С.И. Шторк2, П.А. Куйбин2,3, А.В. Семенова1
1АО "Силовые машины", Санкт-Петербург, Россия
ustimenko_as@power-m.ru
2Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
litvinov@itp.nsc.ru
3Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия
kuibin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: моделирование, проектирование, гидротурбина
Страницы: 76-85
Аннотация >>
Исследование потока за рабочим колесом гидротурбины на крупногабаритном испытательном стенде, состоящем из спиральной камеры, статора, направляющего аппарата и рабочего колеса, затруднительно вследствие высокой стоимости и трудоемкости. Поэтому предлагается подход к моделированию распределения скорости, характерного для потока на входе в отсасывающую трубу гидротурбины, позволяющий существенно снизить расходы на проведение испытаний. При этом поток на входе в отсасывающую трубу создается с помощью специального аппарата - завихрителя, представляющего собой комбинацию двух лопаточных решеток: неподвижной и вращающейся. Приводятся результаты аналитического расчета формы лопаток для воспроизведения заданного распределения скорости, соответствующего оптимальному режиму работы гидротурбины.
DOI: 10.15372/PMTF202215093-1
EDN: ZQUQRW
|
|
А.Е. Гореликова1,2, В.В. Рандин1,2, А.В. Чинак1
1Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
gorelikova.a@gmail.com
2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия
randin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: плоский канал, газожидкостный поток, пузыри, объемная доля газа, скорость жидкости
Страницы: 86-91
Аннотация >>
Исследована скорость пузырьков в полидисперсном пузырьковом потоке в наклонном плоском канале при различных значениях числа Рейнольдса (4500÷ 22700) и объемной доли газа. Исследование диаметров газовых пузырьков проводилось с использованием метода теневой фотографии. Показано, что при малых значениях числа Рейнольдса относительная скорость пузырьков выше. При небольших значениях объемной доли газа существенное количество пузырьков имеет малый диаметр (1 мм), при больших значениях расхода газа диаметр пузырька увеличивается до 3÷ 5 мм.
DOI: 10.15372/PMTF202215078
EDN: GCQVAW
|
|
В.К. Гончаров
Санкт-Петербургский государственный морской технический университет, Санкт-Петербург, Россия
vkgonch@mail.ru
Ключевые слова: ледовый покров, вода, атмосфера, нефть, растекание, поверхностное натяжение, моделирование, прогнозирование
Страницы: 92-102
Аннотация >>
С использованием методов физической и коллоидной химии рассмотрены капиллярные эффекты на границах нефть - лед - атмосфера и нефть - лед - вода и показано, что при наличии этих эффектов ограничивается растекание нефти по поверхности льда в отличие от водной поверхности. Получены формулы для определения предельных толщин нефтяной пленки, которые можно использовать для оценки пространственных масштабов нефтяного загрязнения сплошного ледового покрова.
DOI: 10.15372/PMTF202215112
EDN: RCCPCI
|
|
Ч. Ц. Хуан, K. А. Их
Технологический институт Военно-воздушных сил, Гаосюн, Тайвань
hcj631216@yahoo.com.tw
Ключевые слова: внутреннее тепловыделение, эффекты Соре и Дюфура, неньютоновская жидкость, смешанная конвекция, вертикальная пластина
Страницы: 103-113
Аннотация >>
Исследуется конвективный тепломассоперенос в двумерном установившемся пограничном слое вблизи вертикальной пластины, погруженной в пористую среду, насыщенную жидкостью. Учитываются внутреннее тепловыделение и эффекты Соре и Дюфура. Используется степенная модель неньютоновской жидкости Оствальда - де Ваале. Уравнения задачи решаются с помощью метода ячеек Келлера. Проведено сравнение полученных результатов с известными данными.
DOI: 10.15372/PMTF202115048
EDN: BZLYQJ
|
|
В.В. Васильев1, С.А. Лурье2
1Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения, Хотьково, Россия
vvvas@dol.ru
2Институт прикладной механики РАН, Москва, Россия
salurie@mail.ru
Ключевые слова: прикладная механика, прикладная математика, дифференциальное исчисление, дифференциальные уравнения
Страницы: 114-127
Аннотация >>
Предлагается модифицированная форма дифференциальных уравнений, описывающих физические процессы, исследуемые в прикладной математике и механике. Отмечается, что решения классических уравнений в особых точках могут испытывать разрывы первого и второго рода, не имеющие физической природы и не наблюдаемые экспериментально. При выводе новых уравнений, описывающих физические поля и процессы, рассматриваются не бесконечно малые элементы среды, а элементы, обладающие конечными размерами. В результате классические уравнения включают нелокальные функции, осредненные по объему элемента, и дополняются уравнениями Гельмгольца, устанавливающими связь между нелокальными и актуальными физическими переменными, которые являются гладкими функциями, не имеющими особых точек. Рассмотрены сингулярные задачи теории математической физики и теории упругости. Полученные решения сопоставляются с результатами экспериментов
DOI: 10.15372/PMTF202215157
EDN: DSXGOA
|
|
Х.-С. Ли, Ю.-Б. Лю, С. Хэ, В.-Т. Инь
Военно-морской инженерный университет, Ухань, Китай
lihongsong_mail@163.com
Ключевые слова: титановый сплав TC4, закрытие трещины, возникновение трещины, распространение трещины, долговечность
Страницы: 128-137
Аннотация >>
С использованием теории малых трещин Хаддада, модифицированной теории Шабоша и формулы для скорости распространения трещины с учетом ее закрытия разработана модель долговечности титанового сплава TC4. Проведено сравнение результатов, полученных с использованием предложенной модели, и результатов экспериментов при циклическом нагружении сплава.
DOI: 10.15372/PMTF202114893
EDN: JXKJNH
|
|
Н. Ахтар, С. Хасан, С. Шехар
Национальный исламский университет, Нью-Дели, Индия
naved.a86@gmail.com
Ключевые слова: множественные трещины, несущая способность, коэффициент интенсивности напряжений, модель Дагдейла, раскрытие в вершине трещины
Страницы: 138-151
Аннотация >>
Предложена модифицированная модель несущей способности бесконечной изотропной пластины, содержащей пять коллинеарных прямолинейных трещин со слившимися зонами пластичности. Предполагается, что материал в зонах пластичности сжимается нормальными напряжениями, изменяющимися по линейному закону. При решении задачи использованы методы теории функции комплексной переменной. Получено численное решение задачи при различной длине трещин. Показано, что полученные результаты хорошо согласуются с известными данными.
DOI: 10.15372/PMTF202215101
EDN: DFZHLW
|
|
В.О. Каледин1, В.О. Каледин2, Е.В. Решетникова2, А.Е. Паульзен2, А.Д. Ульянов2
1Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения, Хотьково, Россия
kaledinvl@mail.ru
2Кузбасский гуманитарно-педагогический институт Кемеровского государственного университета, Новокузнецк, Россия
vkaled@mail.ru
Ключевые слова: реактопласты, стеклование, релаксационные переходы, "замороженные" деформации
Страницы: 152-162
Аннотация >>
Представлена имитационная математическая модель, описывающая процесс стеклования и расстеклования связующего. Получены теоретические оценки эффективных физико-механических параметров материала и микроструктурных напряжений при изменении температуры. Разработана численная схема (в виде компьютерной программы), позволяющая реализовать методику моделирования. Получены оценки модулей упругости и субмикроструктурных напряжений. Результаты могут быть использованы при выборе состава материала и его параметров на заключительных стадиях технологического процесса создания полимерного связующего.
DOI: 10.15372/PMTF202215109
EDN: DZJQUK
|
|
М. Пан, Ч. В. Цзинь, Б. Л Ху, Ю. Ц. Чзан
Колледж гражданского строительства и архитектуры, Ханчжоу, Китай
ppmmzju@163.com
Ключевые слова: цилиндрические оболочки, потеря устойчивости, анизотропная пластичность, импульсное нагружение
Страницы: 163-168
Аннотация >>
Исследуется неустойчивость тонкостенной замкнутой цилиндрической оболочки, нагруженной внутренним импульсным давлением. Материал оболочки обладает пластической анизотропией. Предполагается, что цилиндрическая оболочка изготовлена из пластичного материала. С учетом влияния пластической анизотропии материала и скорости деформации на основе ортогонального анизотропного критерия текучести Хилла получено выражение для деформации, при которой происходит потеря устойчивости тонкостенного цилиндра с закрытыми торцами. Из полученных результатов следует, что деформация, при которой происходит потеря устойчивости тонкостенной замкнутой цилиндрической оболочки, зависит от степени пластической анизотропии и скорости деформации.
DOI: 10.15372/PMTF202215113
EDN: LUELPJ
|
|
И.А. Банщикова
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия
binna@ngs.ru
Ключевые слова: конструкционные сплавы, ортотропия, ползучесть, кручение стержня с круглым сечением, минимум дополнительного рассеяния и полной мощности, метод характеристических параметров
Страницы: 169-184
Аннотация >>
С использованием метода Бхатнагара - Гупты рассмотрено решение задачи о кручении стержня с круглым сечением, вырезанного в продольном направлении из трансверсально-изотропной плиты в условиях ползучести. Показано, что решение удовлетворительно согласуется с нижней и верхней оценками угловой скорости закручивания, полученными на основе принципов минимума полной мощности и дополнительного рассеяния, а также с результатами численного моделирования в конечно-элементной программе Ansys. На основе решения Бхатнагара - Гупты показана возможность применения метода характеристических параметров для оценки напряженно-деформированного состояния и скорости угла закручивания стержня, находящегося под действием постоянного момента.
DOI: 10.15372/PMTF202215115
EDN: XWHTTX
|
|
О.М. Соковнин, С.Н. Загоскин
Муромский институт (филиал) Владимирского государственного университета им. А. Г. и Н. Г. Столетовых, Муром, Россия
osokovnin@mail.ru
Ключевые слова: природный газ, открытый цикл Клода, режимы сжижения, математическая модель
Страницы: 185-193
Аннотация >>
Рассмотрены теоретические аспекты сжижения природного газа на газораспределительной станции высокого давления с использованием открытого цикла Клода. На основе термодинамического анализа цикла показано, что существует два режима сжижения газа: в случае если начальное давление газа выше критического, процесс сжижения посредством дросселирования продукционного потока может рассматриваться как изоэнтальпический; в случае если начальное давление газа ниже критического, процесс дросселирования и сжижения газа следует рассматривать как совокупность процессов изоэнтропического расширения и последующего адиабатического расширения и торможения продукционного потока. Для обоих режимов разработаны математические модели и алгоритмы численного расчета процесса сжижения природного газа. Проведена оценка величины максимального выхода сжиженного газа с учетом его реальных свойств и существующих ограничений. Показано, что полученные результаты расчетов хорошо согласуются с известными экспериментальными данными.
DOI: 10.15372/PMTF202215090
EDN: WJUQOL
|
|
М. Шекари1, А. Ханджанзадех2
1Университет им. Шахида Бехешти, Тегеран, Иран
morteza.shekari1986@gmail.com
2Исламский университет Азад, Чалус, Иран
amirkhanjanzadeh@gmail.com
Ключевые слова: двухосный солнечный трекер, контроллер со скручивающим скользящим режимом высокого порядка, фотоэлектрическая панель, солнечная энергия
Страницы: 194-206
Аннотация >>
Предложен новый двухосный трекер, предназначенный для точного отслеживания положения Солнца. Для управления трекером используется контроллер со скручивающим скользящим режимом, обеспечивающий ориентацию фотоэлектрической панели перпендикулярно направлению солнечного излучения. Контроллер со скручивающим режимом создает спиральную кривую, в результате чего уменьшаются время конвергенции и "болтанка" (вибрация) трекера. Следовательно, контроллер со скручивающим скользящим режимом высокого порядка повышает эффективность работы трекера и сглаживает его движение без необходимости дифференцирования по времени скользящей переменной. При тестировании эффективности работы предложенного трекера, управляемого контроллером со скользящим режимом, были рассмотрены различные значения мощности солнечного излучения и температуры. Результаты моделирования показали, что предлагаемый контроллер извлекает максимальную электрическую энергию из солнечного излучения. Для оценки эффективности работы предложенного трекера сконструирован и протестирован его прототип.
DOI: 10.15372/PMTF202215057
EDN: KTYTHR
|
|
