Экспериментально исследуются процессы формирования и развития когерентных вихревых структур на поздних стадиях ламинарно-турбулентного перехода, инициируемого гармонической, почти двумерной волной Толлмина — Шлихтинга (ТШ), в автомодельном пограничном слое с параметром Хартри βН = – 0,115 (что соответствует неблагоприятному продольному градиенту давления) в условиях контролируемых возмущений с использованием универсального линейного источника трехмерных (в общем случае) волн неустойчивости. Основные измерения проведены с помощью термоанемометра в широкой области пространства, начиная со стадии синусоидальной мало-амплитудной волны неустойчивости и кончая стадиями формирования концентрированных локализованных вихревых структур. После углубленной обработки экспериментальных данных получены поля мгновенной скорости и завихренности течения в пространстве (–t, x, y, z) и осуществлена компьютерная “визуализация” течения с вихревыми структурами. Изучены особенности поздних стадий перехода в пограничном слое с неблагоприятным градиентом давления (НГД) и проведено сопоставление полученных данных с предыдущими исследованиями. Обнаружено качественное сходство существенно нелинейных стадий перехода пограничного слоя с НГД с соответствующими стадиями, найденными ранее в безградиентном пограничном слое (Блазиуса). Показано, что нелинейная деформация нарастающей гармонической волны ТШ приводит к формированию to -вихрей, интенсивных to -образных слоев сильного сдвига, to -образных вихрей, “шипов” на осциллограммах пульсаций, кольцевых вихрей и других структур, весьма схожих по форме и масштабам с найденными в безградиентном течении. Сделан вывод, что положительный градиент давления не приводит к существенным изменениям сценария поздних стадий ламинарно-турбулентного перехода, что является дополнительным свидетельством в пользу правомерности гипотезы [1] о существовании универсального существенно нелинейного механизма порождения пристенной турбулентности.
С 1950 г. после окончания Московского авиационного института я работал по распределению в Энергетическом институте им. Г. М. Кржижановского, в лаборатории термодинамики двухфазных потоков, и был непосредственным свидетелем и участником многих событий в этом центре теплообменной науки того времени. Я с удовольствием и благодарностью вспоминаю встречи и консультации с известными учеными, труды которых стали классическими и получили мировое признание, – академиками М. В. Кирпичевым, М. А. Михеевым, М. А. Стыриковичем, членами - корреспондентами АН А. С. Предводителевым, А. А. Померанцевым, М. П. Вукаловичем, профессорами К. Д. Воскресенским, З. Л. Миропольским, Ю. А. Суриновым, В. А. Баумом и многими другими. Большинство из них уже ушли из жизни, однако их достижения навечно вписаны в историю науки о теплообмене. В одной статье невозможно оценить вклад в теорию теплообмена всех отечественных ученых, поэтому я, как правило, рассматривал только те работы, которые получили признание мировой научной общественности и укрепили международный авторитет нашей науки о тепло- и массо-обмене.
Экспериментально исследуются течения в модели, имеющей на входе воздухозаборное устройство пространственного сжатия, ступенчато переходящее в канал с постоянной площадью поперечного сечения. Модель располагается в рабочей части аэродинамической трубы в условиях обдува внешним сверхзвуковым ( = 2,75 – 4,03) невозмущенным потоком при расположении ее в ядре потока или погружении в пограничный слой на стенке трубы. Исследованы запускаемость воздухозаборника, изменение донных давлений на уступе и интегральные параметры в выходном сечении в зависимости от типа конфигурации поверхности сжатия, влияющей на волновую картину течения на входе.
Статья посвящена обзору исследований, проведенных в ИТПМ СО РАН по решению задач аэродинамического проектирования крыльевых профилей и их оптимизации. Описан ряд предложенных, реализованных и апробированных авторами подходов к решению как отдельных аспектов проблемы, так и задачи в целом.
Н. Л. Добрецов
Институт геологии СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Коптюга, 3, Россия
Ключевые слова: Эволюция, структура, Палеоазиатский океан, Урало-Монгольский пояс, суперплюм, периодичность.
Страницы: 5-27 Подраздел: ТЕКТОНИКА И ГЕОДИНАМИКА
На основе обобщений и анализа новых материалов по региональным и тематическим исследованиями рассмотрены главные проблемы в эволюции Палеоазиатского океана и строения огромного Урало-Монгольского складчатого пояса. Развитие разных сегментов Урало-Монгольского складчатого пояса как результат эволюции Палеоазиатского океана достаточно специфично, поэтому можно выделять в его пределах алтаиды, казахстаниды, таньшаниды, уралиды, салаириды и байкалиды. В то же время основные этапы развития разных структур хорошо коррелируются между собой, а палеомагнитные данные и палинспастические реконструкции подтверждают единую эволюция Палеоазиатского океана в интервале 950-250 млн лет. Крупнейшие этапы перестройки и закрытия Палеоазиатского океана связаны с проявлением суперплюмов: пермско-триасового (Сибирского), девонского (Европейского) и, возможно, раннесреднеордовикского, которое способствовало также синхронизации событий в разных участках Палеоазиатского океана. Наибольшая синхронизация наблюдается в периоды проявления суперплюмов около 485, 360 и 245 млн лет, в мезозое около 120 млн лет, с периодичностью 120 млн лет. Можно предположить наличие таких суперплюмов и в позднем докембрии через 120 млн лет и соответственно наибольшей синхронизации около 610, 730 и 850 млн лет. Между главными суперплюмами проявляются более мелкие и локальные плюмы с периодичностью около 30 млн лет и соответственно происходит локальная синхронизация тектонических процессов (перестройки островных дуг и соответствующие локальные коллизионные процессы, эксгумация эклогитов и глаукофановых сланцев), отражающиеся в максимумах изотопных дат.
При числе Маха M = 5 в высокоэнтальпийной установке кратковременного режима с двойной форкамерой исследовано влияние абсолютных размеров моделей прямоточного воздушно - реактивного двигателя на газотермодинамику подвода тепла и суммарные силовые характеристики внутреннего тракта. Сравниваются результаты, полученные на моделях с диаметром захвата струи воздуха 73,5 и 23 мм. Увеличение примерно в три раза линейных размеров не влияет на газотермодинамические зависимости: основные закономерности рабочего процесса и тягово-экономических характеристик одинаковы для указанных моделей. Увеличение абсолютной величины уступа с 2,5 до 10 мм способствует предотвращению срыва втекания воздуха в модель за счет стабилизирующей роли уступа.
Обсуждается влияние ошибок исходных данных, необходимых для предсказания условий устойчивости работы твердотопливного ракетного двигателя, на точность прогноза границы устойчивости. Показано, что в связи с резонансной зависимостью отклика нестационарного горения от частоты гармонически меняющегося давления малые вариации характеристик стационарного режима горения пороха приводят к большим изменениям нестационарного отклика. На примере простейшей задачи акустической неустойчивости двигателя исследована связь ошибок измерения исходных данных с точностью прогноза устойчивости. Подчеркивается, что при современной точности измерений параметров стационарного режима горения пороха прогноз устойчивости двигателя при некоторых реальных условиях его работы практически невозможен.
Создан комплекс программ, позволяющий провести термодинамический анализ сложной химической реакции. Из максимально полной схемы горения водорода найдены упрощенные механизмы, описывающие известные экспериментальные данные.
Проведено экспериментальное исследование эффективности выгорания водорода в сверхзвуковом воздушном потоке при различных способах подачи топлива. Регистрация излучения радикала ОН по длине факела позволила определить интенсивность горения и полноту сгорания. Выявлены особенности и характер тепловыделения при применении каждого из исследованных способов подачи, что позволяет подбором соответствующих инжекторов реализовать необходимый закон тепловыделения.
Приведены результаты исследования в натурных условиях влияния монохроматических низкочастотных колебаний, генерируемых наземными источниками, на сейсмическую эмиссию нефтепродуктивных пластов. Обнаружен резонансный характер сейсмической люминесценции горных пород. Показана связь наблюдаемой резонансной картины с блочно - иерархическим строением среды.
Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей электромагнитного излучения образцов горных пород на различных этапах нагружения, позволяющих судить о событиях (актах) потери сплошности в геоматериалах по структуре электромагнитных импульсов.
Проведено численное моделирование образования, горения и теплового воздействия огненного шара, возникающего при зажигании облака углеводородного топлива вблизи поверхности земли. Осесимметричное нестационарное течение описывается системой осредненных по Фавру уравнений сохранения с привлечением (–)-модели турбулентности, модели турбулентного горения и глобально-кинетической схемы образования и выгорания частиц сажи. Оптические свойства смеси продуктов горения и сажи учитываются с помощью модели взвешенной суммы серых газов. Для расчета радиационного поля использована комбинация приближения объемного высвечивания и диффузионного приближения. Проведены расчеты огненных шаров, образующихся при вертикальных выбросах газообразного пропана массой от 1 г до 103 кг при зажигании вблизи точки выброса. Подробно проанализирована внутренняя структура огненного шара на различных этапах его эволюции. Представлена динамика подъема огненного шара при скоростях выброса, соответствующих изменению числа Фруда (определенного как квадрат отношения линейной скорости истечения к характерной скорости, обусловленной силами плавучести) в диапазоне 5250. Получены зависимости от времени температуры, концентраций и скорости реакции в огненном шаре. Показано, что для данных диапазонов масс топлива и скоростей выброса при использовании введенных безразмерных параметров можно осуществлять масштабирование результатов и единым образом использовать полученные в работе расчетные зависимости.
Рассмотрены кватернионные сигналы, задающие расположенный в трехмерном пространстве групповой точечный объект, введена мера схожести этих сигналов в виде их скалярного произведения. Синтезирован кватернионный согласованный фильтр. На основе критерия минимума расстояния решена задача распознавания полностью известных сигналов, сигналов с неизвестным начальным кватернионом и неизвестным углом поворота.
Выявлены низкие содержания I, P, F, Se в основных компонентах ландшафтов и связанные с этим специфические заболевания. Обнаружены локальные загрязнения искусственными радионуклидами и тяжелыми металлами (Hg, Cu, Zn, Pb, Cd), точечные – пестицидами и диоксинами. Современная биогеохимическая обстановка на Алтае в целом удовлетворительная для проживания людей и ведения хозяйственной деятельности. На последствия, связанные с дефицитом J, P, F, Se и с локальными загрязнениями техногенными радионуклидами и тяжелыми металлами, необходимо научной общественности и органам власти обратить пристальное внимание.
Б. Ф. Бояршинов, С. Ю. Федоров
"Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе, 630090 Новосибирск, boyar@itp.nsc.ru, fedorov@itp.nsc.ru"
Ключевые слова: лазер, флуоресценция, пламя
Страницы: 3-8
С использованием лазерно-индуцированной флуоресценции и зондовых методов измерены температуры и концентрации ОН в пламени этанола. Показано, что максимальные значения температуры, полученные разными методами, соответствуют друг другу. При горении этанола, испаряющегося с поверхности сферы диаметром 15 мм, с учетом процессов тушения флуоресценции оценена концентрация радикала: ≈ 7 · 1016 см–3. При измерении концентрации калибровка аппаратуры проводилась в опытах с пламенем водорода, для которого эти данные известны. Установлено, что в обоих случаях максимум концентрации ОН смещен относительно максимума температуры. Полученные данные могут быть полезны при изучении горения капель жидкого топлива.
А. Е. Медведев*, С. С. Минаев
"*Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск"
В рамках слабонелинейной модели, описывающей неадиабатическое пламя вблизи предела его распространения, связанного с потерями тепла, изучены стационарные состояния фронта волны горения. Образование пространственных структур фронта происходит из - за диффузионно - тепловой неустойчивости плоского пламени. Показано, что пределы распространения искривленного фронта пламени расширяются при учете диффузионно - тепловой неустойчивости – ячеистое пламя может существовать при теплопотерях, превышающих критическое значение для плоского пламени. Исследуется устойчивость стационарных решений, описывающих ячеистое пламя вблизи пределов его распространения. При достаточно больших значениях теплопотерь получены стационарные решения для неадиабатического пламени с разрывами фронта.
Е. Ю. Мещерякова
Институт гидродинамики им. М. A. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: уравнения Эйлера, частично инвариантные
решения, линии тока, источники, стоки
Страницы: 3-9
Рассматриваются точные стационарные и
автомодельные решения уравнений Эйлера,
обладающие свойством частичной
инвариантности относительно некоторой
шестипараметрической группы Ли.
Приведены новые примеры вихревого
движения жидкости с закруткой в
криволинейных каналах. Проведена
классификация автомодельных решений
редуцированной системы с двумя
независимыми переменными, которая
допускает трехпараметрическую группу
растяжений, в то время как исходная
система уравнений Эйлера обладает
двухпараметрической группой.
"В. М. Дембицкий1, А. Г. Толстиков2, Г. А. Толстиков3"
"1Department of Pharmaceutical Chemistry and Natural Products, , School of Pharmacy P.O. Box 12065, The Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem 91120 (Israel), E-mail: dvalery@cc.huji.ac.il 2Институт технической химии Уральского отделения РАН, ул. Ленина, 13а, Пермь 614000 (Россия) 3Новосибирский институт органической химии имени Н. Н. Ворожцова Сибирского отделения РАН, проспект Академика Лаврентьева, 9, Новосибирск 630090 (Россия)"
Страницы: 329-340
Галогенированные нетерпеновые C15-ацетогенины морских организмов составляют большую группу природных соединений. Рассмотрены структуры более 130 соединений и приведены данные об их биологической активности.
Приведены результаты исследования структуры факела при диффузионном горении водорода в спутной сверхзвуковой высокоэнтальпийной нерасчетной струе воздуха. На основе регистрации излучения в диапазоне длин волн 260 350 нмнм в поперечных сечениях и по длине пламени получена трехмерная томографическая реконструкция факела, которая подтвердила взаимосвязь газодинамической структуры с интенсивностью горения. Экспериментально установлена возможность существования режимов с периодическими повторяющимися циклами полного погасания и последующего воспламенения водорода в соответствии с бочкообразной структурой нерасчетной струи. Отмечается существование локальных периферийных областей горения, что может свидетельствовать о наличии вихревых образований, которые в пространственном изображении (полученном в предположении осесимметричности излучения) имеют вид кольцевых зон. Не исключена возможность, что в реальном течении на периферии факела формируются спиралевидные структуры.
На установке быстрого сжатия со свободно движущимся поршнем экспериментально определялась эффективность термомеханического преобразования энергии при детонационном режиме сжигания водородо-воздушной смеси стехиометрического состава в условиях, близких к тем, которые реализуются при работе поршневого двигателя внутреннего сгорания в режиме пуска. Показано, что такой режим тепловыделения характеризуется не только резким возрастанием давления в камере сгорания, но и его быстрым последующим спадом, обусловленным теплоотдачей в стенки цилиндра и частичной конденсацией паров воды. Эти составляющие теплового процесса идут тем интенсивнее, чем выше давление и температура продуктов сгорания, в свою очередь прогрессивно зависящие от параметров смеси непосредственно перед ее поджогом. Но относительное повышение давления сгорания оказывается минимальным при инициировании воспламенения вблизи верхней мертвой точки. Показано также, что коэффициент термомеханического преобразования энергии (аналог индикаторного КПД двигателя внутреннего сгорания) достигает своего максимального значения 31 % при поджигании смеси в момент времени, отстоящий примерно на 3/4 периода колебаний поршневой группы от начала сжатия воздушного заряда.
В статье рассматриваются некоторые из аргументов представителей научного сообщества против идей, высказанных Дж. Хорганом в книге “Конец науки” (СПб.: Амфора, 2001). Хотя ученые не верят Хоргану по поводу его пророчеств о “конце науки”, но число отзывов говорит о том, что он задел очень чувствительный нерв. Степень этой чувствительности уже много говорит о тех “ценностей науки” и “ценностей научного сообщества”, а также о том, как созревают и готовятся решения о судьбе науки в демократическом государстве.
Исследовано влияние конечной
электрической проводимости (конечности
магнитного числа Рейнольдса) как
диссипативного фактора на малые
собственные колебания тяжелой невязкой
несжимаемой жидкости бесконечной
глубины, свободная поверхность которой
граничит с вакуумом. На жидкость
действует внешнее постоянное
горизонтальное магнитное поле. Получено
уравнение баланса энергии, и доказана
теорема о затухании волн во времени.
Проведенные численные расчеты и
построенные асимптотические формулы дают
полную картину спектра, включающую и его
непрерывную часть. Приведены амплитудно-
частотные характеристики волновых мод.
Представлен анализ экспериментов по сжиганию водорода, инжектируемого в канал со сверхзвуковым высокотемпературным потоком на входе. Анализ проведен с помощью специально разработанной двумерной полуэмпирической модели, основанной на численном интегрировании параболизованных уравнений Навье – Стокса с учетом конечных скоростей химических реакций. Показано, что появление в рассматриваемых экспериментах двух режимов горения с «короткой» и «длинной» областями повышенного давления вызвано тем, что тепловыделение может происходить как в непосредственной окрестности инжекторов, так и по всей длине канала с образованием глобальной отрывной (застойной) зоны. Поток в канале в обоих режимах горения, за исключением ограниченных по размерам областей, остается сверхзвуковым.
Е. Я. МУЧКИНА*, М. Ю. ТРУСОВА, М. И. ГЛАДЫШЕВ, В. И. КОЛМАКОВ**, О. П. ДУБОВСКАЯ, Н. Н. СУЩИК
"Институт биофизики СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок *Красноярский государственный аграрный университет 660049 Красноярск, просп. Мира, 88 **Красноярский государственный университет 660041 Красноярск, просп. Свободный, 79"
Страницы: 257–266
В течение трех полевых сезонов 1997–1999 гг. исследован бактериопланктон небольшого пригородного пруда Бугач. По средним за сезон значениям общей численности бактерий и отдельно сапрофитных бактерий пруд характеризуется как евтрофный. Проанализированы сезонная и межгодовая динамика развития бактериопланктона, ее связь с зоо- и фитопланктоном, гидрохимическими и гидрологическими характеристиками. Устойчивых повторяющихся ежегодно корреляционных связей общей численности бактерий и численности сапрофитных бактерий с динамикой других компонентов экосистемы не выявлено. Обнаружена устойчивая связь численности бактерий группы кишечной палочки с биомассой зоопланктона. Сделан вывод о малой информативности общей численности бактерий для анализа функционирования экосистемы и о необходимости определения видового состава бактериопланктона, не растущего на селективных средах.
Представлена одномерная нестационарная модель распространения двух фронтов пламени предварительно перемешанной смеси газов в узких плоских каналах с учетом теплового взаимодействия пламен через разделяющую стенку. Рассмотрен случай, когда потоки газа в каналах противоположно направлены и равны по величине. Показано, что обмен теплом через теплопроводящую стенку, разделяющую плоские каналы, ведет к появлению ряда характерных особенностей. Рассматриваемая схема фильтрационного горения газов может быть названа схемой горения со встречной фильтрацией и является новой разновидностью систем с избытком энтальпии. Показано, что даже при наличии теплопотерь через внешние стенки системы температура на фронте волн горения может превышать адиабатическую температуру свободного плоского пламени с тем же составом горючей смеси. Из решения задачи получены зависимости скорости волн горения от расстояния между ними, и исследовано динамическое поведение волн горения. Найдена область параметров задачи, при которых возможна автостабилизация волн горения.
Т. В. Баженова, В. В. Голуб
"Институт теплофизики экстремальных состояний Объединенного института высоких температур РАН 125412 Москва, bazhenova@ihed.ras.ru"
Страницы: 3-21
В обзоре рассмотрены научные проблемы, возникающие в связи с созданием различных устройств с использованием детонации в управляемом частотном режиме (пульсирующая детонация). Частота циклов может варьироваться путем независимого инициирования детонации контролируемой системой поджига. Рассмотрены проблемы инициирования детонации применительно к частотному режиму: прямое инициирование, переход от дефлаграции к детонации, переход сформированной в узком канале детонационной волны в широкий канал. Рассмотрен вопрос о возможности использования термохимической конверсии в устройствах с пульсирующей детонацией. Приведены примеры применений на практике устройств с пульсирующей детонацией (пульсирующий детонационный двигатель, использование пульсирующей детонации для сверления и дробления пород, освобождение резины от металлокорда в изношенных автопокрышках).
И.В. Наумов, В.Л. Окулов, К.Е. Майер*, Ж.Н. Соренсен*, В. Шен*
"Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск *Машиностроительный факультет Датского технического университета, Копенгаген, Дания"
Страницы: 151–156
Представлены результаты исследования нестационарного распада вихря, выполненного одновременно двумя методами диагностики потоков: методом определения поля скорости по трекам частиц (PIV) и лазерной доплеровской анемометрией (LDA). Для конкретного экспериментального режима численно решены в цилиндрических координатах трехмерные нестационарные уравнения Навье – Стокса для несжимаемой жидкости. Хорошее соответствие результатов расчета и эксперимента показало работоспособность как предложенной методики диагностирования пульсирующего распада вихря, так и использованного численного метода решения трехмерных нестационарных уравнений Навье – Стокса.
Сформулирована физико-математическая модель распространения пламени по газовзвеси, состоящей из смеси газов (окислителя, горючего и инертного) и частиц конденсированного вещества, гетерогенно реагирующих с окислителем. На основе численного анализа получены зависимости скорости распространения пламени от параметров, характеризующих массовую концентрацию частиц, их размер, энергию активации гетерогенной реакции на поверхности частиц, тепловой эффект гетерогенной реакции и массообмен частиц. В зависимости от соотношения параметров дисперсной фазы скорость распространения пламени в такой среде может увеличиваться в несколько раз по сравнению со скоростью пламени в незапыленной газовой смеси либо уменьшаться, и тогда влияние частиц аналогично влиянию инертной дисперсной фазы.
Проведена количественная оценка температуры топливовоздушной смеси в окрестности контактного разрыва, образующегося в процессе истечения горючего газа (водород, метан, пропан) в воздух после разрыва мембраны ударной трубки. Показано, что условия, необходимые для самовоспламенения такой смеси, достигаются лишь после прохождения по ней отраженной от дна трубки ударной волны. Причем резко негативное влияние на вероятность самовоспламенения смеси оказывает повышение исходного давления воздуха в корпусе трубки. Кроме того, расчет указывает на то, что для метано- и пропановоздушной смеси даже после ее вторичного сжатия за фронтом отраженной волны условия, благоприятные для самовоспламенения, реализуются только при относительно высоком давлении горючего газа перед началом его истечения в трубку и одновременно при малом исходном давлении воздуха в ней. Результаты расчета удовлетворительно согласуются с имеющимися экспериментальными данными для водородовоздушной смеси.
Проведен асимптотический анализ процесса горения газа, движущегося в полуограниченной пористой среде, при больших значениях параметра Зельдовича. Рассмотрен случай высокопористой среды при ее большой газопроницаемости. Методом сращиваемых асимптотических разложений получены главные члены асимптотических разложений основных параметров процесса в режимах горения и отрыва. Проанализировано влияние скорости движения газа и теплоотдачи с поверхности каркаса во внешную среду на параметры горения. Определены критические условия срыва стационарного горения у внешней поверхности слоя и условия перехода процесса в режим отрыва и индукционный режим.
Экспериментально исследовано влияние резонатора на тяговые характеристики прямоточной камеры сгорания при вибрационном горении водорода. В качестве камеры сгорания использовалась цилиндрическая труба с конфузорным входом. Ось резонатора перпендикулярна оси камеры сгорания. Показано, что тяговые характеристики камеры сгорания зависят от положения резонатора относительно камеры и от линейных размеров резонатора.
Приведены результаты исследования взрывного разложения азидов тяжелых металлов в режиме реального времени. Описаны характеристики обнаруженных преддетонационных явлений – предвзрывных проводимости и люминесценции азидов тяжелых металлов. Полученное значение предвзрывной проводимости азида серебра свидетельствует о цепной природе процесса. Разработана модель развития взрыва азидов тяжелых металлов, включающая размножение активных частиц (дырок) по реакции первого порядка и обрыв цепи по реакции второго порядка.
Автор обращается к теме участия писателей патриаршего круга в идейной борьбе последних десятилетий ХVII в. В качестве источников привлечены рукописные памятники, созданные представителями данной писательской группировки: антилатинский сборник “Щит веры”, а также полемические сочинения Евфимия Чудовского – основного идеолога и духовного лидера “грекофилов”. В статье анализируются воззрения данной группы писателей на вопросы просвещения и образования, тесно связанные для них с проблемами защиты и образования православия и русских национальных традиций.
Н. Е. Ермолин, В. Е. Зарко*
"Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск *Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск"
На основе численных решений системы уравнений, описывающих одномерные течения вязкого теплопроводного реагирующего газа, в интервале давлений 0,5 90 атм проведен отбор ведущих стадий и компонентов для описания химической структуры пламен гексогена. Анализируемый кинетический механизм состоит из 263 стадий и 43 компонентов. Обсуждаются литературные данные по константам скоростей элементарных стадий. Применительно к условиям горения гексогена под воздействием излучения рассчитана структура пламени. Рассмотрены различные каналы протекания реакции в зоне распада пара гексогена. Обсуждается влияние массовой скорости и двумерности течения на структуру пламени. Результаты расчетов сопоставлены с экспериментальными данными. Исследованы структура различных зон пламени и роль отдельных стадий и компонентов в протекании химического процесса.
Н. Е. Ермолин, В. Е. Зарко*
"Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск *Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск"
Построен укороченный кинетический механизм с учетом различных граничных условий и значительного разброса данных по константам скоростей элементарных стадий. Выделены кинетические схемы, с различной степенью точности описывающие химическую структуру пламен. Максимально усеченный механизм состоит из 83 стадий и 29 компонентов. Тепловые потоки, а также профили температуры и основных (по массе) компонентов, рассчитанные по полному и укороченному (редуцированному) механизмам, хорошо согласуются между собой.
В. Ф. Проскудин, П. Г. Бережко, В. В. Ярошенко, А. А. Селезенев, А. С. Буланников, Е. Н. Беляев
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, 607190 Сaров
Страницы: 3-8
На примере водородовоздушной смеси показано, что минимальная удельная тепловая мощность зажигания газовых смесей мостиком накаливания может быть использована в качестве удобного критерия чувствительности таких смесей к тепловому воздействию в условиях, когда источник тепла имеет малые размеры, а процесс нагрева «растянут» во времени.
Рассмотрена эволюция малых трехмерных возмущений ускоряемого тонкого жидкого слоя. Полученные аналитические решения отвечают различным видам начальных возмущений: в форме слоя, начальных скоростях, толщине слоя. В зависимости от безразмерных параметров, характеризующих начальные данные, возмущения могут со временем экспоненциально расти, оставаться ограниченными, изменять фазу.
Обсуждается понятие “простого” решения системы дифференциальных уравнений, допускающих локальную группу Ли G преобразований базового пространства, как инвариантного H - решения типа (0,0) относительно подгруппы HG. Привлекательность таких решений состоит в том, что они описываются явными формулами, позволяющими дать им наглядную физическую интерпретацию. Для уравнений газовой динамики с политропным уравнением состояния газа перечислены все простые решения, не относящиеся к специальным формам движения газа. Приведены примеры простых решений и описано явление коллапса, ранее изучавшееся для барохронных движений.
В. Т. Астрелин, А. В. Бурдаков, Н. А. Губер*, В. М. Ковеня**
"Институт ядерной физики СО РАН, 630090 Новосибирск *Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск **Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск"
Формулируется физико–математическая
модель для задачи о нагреве и удержании
плазмы на основе некоторых предположений
о поведении плотного плазменного облака,
находящегося в магнитном поле. Модель
учитывает процесс ионизации и нагрева
облака плазмы окружающей его дейтериевой
плазмой за счет теплопроводности, а
также нагрев потоком надтепловых
электронов. С использованием некоторых
упрощений изучена задача о расширении
плазменного облака во внешнем магнитном
поле в магнитогидродинамическом
приближении. Нагрев плазмы моделируется
внешним источником. Исходные уравнения
включают уравнения неразрывности,
движения, энергии и магнитного поля. Для
численного решения задачи разработана
конечно-разностная схема типа
универсального алгоритма с расщеплением
по физическим процессам и
пространственным направлениям, что
позволило получать независимо решения
уравнений магнитной индукции и газовой
динамики. Проведены расчеты
распространения облака плазмы,
нагреваемого источником во внешнем
магнитном поле. Получены основные
закономерности влияния магнитного поля и
теплового источника на расширение облака
плазмы, качественно подтверждающие
экспериментальные данные.
Выполнен анализ работы газодинамического
окна в виде откачиваемой камеры с
отверстиями диаметром 1 мм для вывода
электронного пучка из вакуума (10 Па) в
атмосферу. Увеличение перепада давления
достигается за счет эжектирующего
эффекта, возникающего при обтекании
газом элемента газодинамического окна,
содержащего дренажные отверстия в
стенке. Приводится методика расчета
площади дренажных отверстий.
В рамках модели параболизованного вязкого
ударного слоя решена задача спуска по
планирующей траектории в атмосфере Земли
гладкого затупленного тела, обладающего
аэродинамическим качеством.
Г. В. Коваленко, А. А. Кондратьев, Ю. И. Матвеенко, В. Н. Ногин, А. В. Петровцев
"Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. Е. И. Забабахина, 456770 Снежинск"
Приведены результаты численного
моделирования образования магнитного
дипольного момента в результате
вытеснения геомагнитного поля Земли при
подземном камуфлетном взрыве.
Рассмотрены случаи химического и
ядерного взрывов мощностью 1 кт в
тротиловом эквиваленте. На основании
расчетных данных сделан вывод
возможности контроля за ядерными
испытаниями по результатам
электромагнитных измерений.
Рассмотрены физические и
электротехнические основы перспективного
метода прямого преобразования
кинетической энергии разлетающегося
облака плазмы в электрическую за счет
индуктивной генерации токов в замкнутых
нагрузочных витках, охватывающих плазму
и ориентированных поперек внешнего
магнитного поля. В результате анализа
процессов торможения плазмы магнитным
полем и передачи ее энергии в
индуктивную нагрузку получены общий вид
решения задачи и ее безразмерные
параметры, определяющие радиус
торможения, ток витка и теоретическое
значение КПД такого преобразования.
Оценена роль основных физических
эффектов, в том числе паразитных
(неустойчивости и джоулев нагрев
плазмы), влияющих на реальную величину
КПД. На основе сравнения полученных
результатов с данными экспериментов,
проведенных на стенде КИ-1 с облаками
лазерной плазмы, и результатами
известных численных расчетов показано,
что в оптимизированном варианте
рассматриваемого метода преобразования
энергии лазерного термоядерного синтеза
может быть достигнута эффективность до
30 %.
Для преобразования электромагнитной
энергии в кинетическую энергию метаемого
тела одновременно используются
электровзрывной и электротермической
механизмы и принципы кондукционной и
индукционной электродинамики. Этот
подход реализован на основе известной
конфигурации коаксиального пинч-
ускорителя. Установлено существование
"активной" длины ствола, на которой
система обеспечивает разгон с близким к
постоянному ускорением. Получено, что
при длине ствола 340 мм и калибре 17 мм
тела массой 1–12 г разгоняются до
скоростей 3,4–1,45 км/с с эффективностью
преобразования подведенной энергии 25–
29% при напряжении емкостного накопителя
1,75 кВ и разрядном токе до 150 кА. Тела
массой 40–80 г (калибр ствола 25 мм)
разгоняются до скоростей 1,3–1,0 км/с с
эффективностью 28–20% при напряжении 3,5
кВ и токе до 220 кА.
Изучен вопрос о потерях давления при
движении газа по замкнутому контуру,
содержащему каналы, в которых к газу
тепло подводится, и каналы, в которых от
газа тепло отводится. Объектом, где
исследуются потери давления, является
СО2-лазер с поперечным
потоком.
Предлагается метод построения вероятностного клеточного автомата, эволюция которого моделирует пространственно распределенный процесс реакционно-диффузионного типа. Метод основан на том, что диффузионная и реакционная составляющие процесса, традиционно задаваемые оператором Лапласа и нелинейной функцией, представлены операциями над булевыми массивами. Ядро операций составляет преобразование вещественной пространственной функции в булев массив, осредненная форма которого аппроксимирует исходную функцию. Правила перехода результирующего клеточного автомата являются комбинацией функции перехода клеточного автомата, моделирующей диффузионную часть, и вероятностной пороговой функции, зависящей от реакционной части. Приведены оценки ошибок аппроксимации и результаты моделирования.
Предложен новый подход к аппроксимации изолиний изображений сглаживающими сплайнами, исключающий этап параметризации исходной изолинии и позволяющий задавать «индивидуальную» гладкость для любого фрагмента изолинии. Выбор параметра сглаживания осуществлен по заданной ширине аппаратной функции сплайна, что не требует задания априорной информации о числовых характеристиках шума и «наполняет» процедуру выбора содержательным смыслом. Приведенные результаты вычислительного эксперимента подтверждают высокую эффективность предложенного подхода.
-вихрей, интенсивных to 
-образных вихрей, “шипов” на осциллограммах пульсаций, кольцевых вихрей и других структур, весьма схожих по форме и масштабам с найденными в безградиентном течении. Сделан вывод, что положительный градиент давления не приводит к существенным изменениям сценария поздних стадий ламинарно-турбулентного перехода, что является дополнительным свидетельством в пользу правомерности гипотезы [1] о существовании универсального существенно нелинейного механизма порождения пристенной турбулентности.
= 2,75 – 4,03) невозмущенным потоком при расположении ее в ядре потока или погружении в пограничный слой на стенке трубы. Исследованы запускаемость воздухозаборника, изменение донных давлений на уступе и интегральные параметры в выходном сечении в зависимости от типа конфигурации поверхности сжатия, влияющей на волновую картину течения на входе.
–
)-модели турбулентности, модели турбулентного горения и глобально-кинетической схемы образования и выгорания частиц сажи. Оптические свойства смеси продуктов горения и сажи учитываются с помощью модели взвешенной суммы серых газов. Для расчета радиационного поля использована комбинация приближения объемного высвечивания и диффузионного приближения. Проведены расчеты огненных шаров, образующихся при вертикальных выбросах газообразного пропана массой от 1 г до 103 кг при зажигании вблизи точки выброса. Подробно проанализирована внутренняя структура огненного шара на различных этапах его эволюции. Представлена динамика подъема огненного шара при скоростях выброса, соответствующих изменению числа Фруда (определенного как квадрат отношения линейной скорости истечения к характерной скорости, обусловленной силами плавучести) в диапазоне 5
250. Получены зависимости от времени температуры, концентраций и скорости реакции в огненном шаре. Показано, что для данных диапазонов масс топлива и скоростей выброса при использовании введенных безразмерных параметров можно осуществлять масштабирование результатов и единым образом использовать полученные в работе расчетные зависимости.
350 нмнм в поперечных сечениях и по длине пламени получена трехмерная томографическая реконструкция факела, которая подтвердила взаимосвязь газодинамической структуры с интенсивностью горения. Экспериментально установлена возможность существования режимов с периодическими повторяющимися циклами полного погасания и последующего воспламенения водорода в соответствии с бочкообразной структурой нерасчетной струи. Отмечается существование локальных периферийных областей горения, что может свидетельствовать о наличии вихревых образований, которые в пространственном изображении (полученном в предположении осесимметричности излучения) имеют вид кольцевых зон. Не исключена возможность, что в реальном течении на периферии факела формируются спиралевидные структуры.
G. Привлекательность таких решений состоит в том, что они описываются явными формулами, позволяющими дать им наглядную физическую интерпретацию. Для уравнений газовой динамики с политропным уравнением состояния газа перечислены все простые решения, не относящиеся к специальным формам движения газа. Приведены примеры простых решений и описано явление коллапса, ранее изучавшееся для барохронных движений.