"С.А. Неверов1, А.А. Неверов1, А.И. Конурин1, М.А. Адылканова2, Д.В. Орлов1"
"1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия nsa_nsk@mail.ru 2Восточно-Казахстанский технический университет им. Д. Серикбаева, Усть-Каменогорск, Казахстан"
Ключевые слова: Метод фотоупругости, оптическая картина, изохромы, изолиния, моделирование, датчик, эксперимент, скважина, напряженно-деформированное состояние, массив, нейронные сети, геомеханические данные
Страницы: 176-189
Развит поляризационно-оптический метод измерения напряжений на основе кольцевых фотоупругих датчиков со съемом картин изохром-изолиний цифровой камерой и их распознаванием с помощью нейронных сетей. Сделан обзор современного применения метода фотоупугости для различных задач теории прочности и анализа горного давления. В результате лабораторного эксперимента собран датасет из 15 000 изохроматических изображений. В качестве машинного алгоритма обучения использован подвид нейросети - сверточная нейронная сеть, модель Inception. Рекомендовано применение в горных выработках скважинных датчиков для непрерывного мониторинга изменения напряженного состояния массива пород и интеграция данных в цифровую модель месторождения на основе технологий IoT.
Изменения в землепользовании и почвенно-растительном покрове в результате деятельности человека оказывают значительное влияние на окружающую среду и экосистемы. Обнаружение и картирование изменений почвенно-растительного покрова в провинции Бариа-Вунгтау (Вьетнам) имеют решающее значение для устойчивого развития, планирования и управления. В данном исследовании был применен алгоритм классификатора максимального правдоподобия контролируемой классификации в программе ArcGIS 10.8 для выявления наблюдаемых изменений почвенно-растительного покрова на исследуемой территории в период 2000-2020 гг. с использованием разновременных спутниковых снимков. Для каждого спутникового изображения применялись спектральные индексы: нормализованный дифференциальный индекс растительности и нормализованный разностный индекс влажности, используемые для классификации и оценки изменений почвенно-растительного покрова. Проведена оценка точности классификационных карт, полученных на основе Landsat 5-TM за 2000 и 2010 гг. и Landsat 8-OLI за 2020 г. при использовании коэффициента Каппа Коэна, - 0,882, 0,891 и 0,915 соответственно. На исследуемой территории выделяются пять основных классов почвенно-растительного покрова: сельское хозяйство, водные объекты, леса, поселения и голые почвы/скальные породы. Карты состояния и изменения нормализованного разностного водного индекса, созданные в ArcGIS 10.8, показывают значительные изменения почвенно-растительного покрова. Площади земель поселений постоянно увеличивались в течение 20 лет (с 128,09 км2 (2000 г.) до 300,30 км2 (2020 г.)); площади сельскохозяйственных земель возросли на 124,96 км2 за период 2000-2020 гг. Территории остальных трех классов - леса, водных объектов и обнаженной почвы/скальных пород - за данный период уменьшились. Выявленные изменения почвенно-растительного покрова представляют собой серьезную угрозу, оказывая воздействие на окружающую среду и нарушая ее. Результаты данного исследования могут быть использованы в управлении и планировании будущего землепользования в данном районе.
С.В. Станкус, С.Г. Комаров, О.С. Дутова, А.Б. Мешалкин
"Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия stankus@itp.nsc.ru"
Ключевые слова: скорость звука, метод ультразвукового интерферометра, высокие давления и температуры, инертные газы, гелий-ксеноновые смеси
Страницы: 1205-1213
В работе методом ультразвукового интерферометра в интервале температур от 293 до 393 K при давлениях от 0,13 до 1,5 - 2,8 МПа измерена скорость звука U в газовых смесях гелий-ксенон с содержанием гелия 60,34, 71,72 и 85,32 ат. %. Погрешности измерения температуры, давления и скорости звука составили соответственно ±20 мK, ±4 кПа и ±(0,15 - 0,30) %. С помощью аппроксимации экспериментальных данных для каждого состава получены уравнения, описывающие изменение скорости звука от давления и температуры во всем интервале измерений. Выполнен анализ существующих справочных и экспериментальных данных по скорости звука в инертных газах и He-Xe-смесях. Предложен метод расчета U смесей с содержанием гелия выше 71,7 ат. % He до температуры 1500 K и давления до 7 МПа.
К одним из приоритетных направлений совместных исследований Джергинского заповедника с Институтом географии им. В.Б. Сочавы СО РАН относится тематическое геоинформационное картографирование компонентов экосистем, с целью оптимизации накопленных сведений и планирования научной, рекреационной и природоохранной деятельности. Развитие методологии составления карт и легенд, внедрение геоинформационных систем и компьютерной обработки данных значительно расширяют современные возможности зоологического картографирования. В работе обсуждается опыт составления зоологической карты населения млекопитающих Амутской котловины (Северо-Восточное Прибайкалье), выполненной в масштабе 1:50 000, на основе ранее составленной карты растительности котловины и с привлечением космоснимков спутников Landsat 5 TM, 7 ETM+, лесотаксационных планов, ландшафтных и топографических карт разных масштабов. Выявлено, что для территории характерно относительно невысокое видовое разнообразие млекопитающих, связанное с довольно суровыми природно-климатическими условиями их обитания. Собранная и обобщенная информация о распространении 26 видов млекопитающих в Амутской котловине стала основой для составления крупномасштабной карты, включающей 58 выделов в основном слое, отражающих закономерности пространственной организации животного населения, представленного пятью типами и тремя подтипами. Исходными единицами картографирования послужило население млекопитающих, обитающих в границах растительных ассоциаций, именно эту единицу растительного покрова в качестве основного критерия для показа на биоценотической карте выделенных ботанико-зоологических комплексов первым использовал В.Б. Сочава. Обобщение разрозненных данных путем создания карты населения млекопитающих позволяет наглядно представить структуру и распределение различных типов населения, а также выявить общие закономерности их формирования на обширной территории.
В.А. Киричек
"Таганрогский институт им. А. П. Чехова (филиал) Ростовского государственного экономического университета, Таганрог, Россия zhornik_victoria@mail.ru"
Ключевые слова: термоупругость, трещина, смешанные граничные условия, коэффициент интенсивности напряжений, динамические эффекты, связанное уравнение теплопроводности
Страницы: 170-180
Рассматривается уравнение теплопроводности связанной динамической теории термоупругости. Проводится оценка связанности в уравнении теплопроводности для пространства с постоянной начальной температурой, содержащего движущуюся с постоянной скоростью плоскую полубесконечную трещину, на берегах которой мгновенно устанавливается постоянная температура, меньшая начальной (термоудар). Движение трещины и термоудар на ее берегах определяют динамические эффекты, которые необходимо учесть для оценки связанности в уравнении теплопроводности. Показано, что в реальных условиях теплового воздействия на массивные тела с трещинами динамическими эффектами и связанностью для материалов, удовлетворяющих определенным условиям, налагаемым на их термомеханические постоянные, можно пренебречь, что позволяет значительно упростить решение задач термоупругости для таких тел
Представлены результаты исследований вещественного состава двух проб свинцово-цинковой руды одного из рудных тел Горевского месторождения. Пробы характеризуются как труднообогатимые вследствие тонкой вкрапленности галенита, его сложных срастаний со сфалеритом; отличаются частичным замещением сульфида свинца англезитом и церусситом; наличием колломорфных образований галенита. Выполнены рентгенофазовый, химический, гранулометрический анализы исходных проб руды с распределением целевых элементов по классам крупности. Результаты флотационных исследований проб руды месторождения по селективной схеме с варьированием крупности в питании свинцового цикла, изучением различных реагентных режимов и последующего электронно-микроскопического анализа продуктов флотации подтвердили ее технологическую упорность.
И.В. Андрианов1, А.А. Колпаков2, Л. Фаэлла3 1Рейнско-Вестфальский технический университет, Ахен, Германия igor.andrianov@gmail.com 2Университет г. Невшатель, Невшатель, Швейцария alexandr.kolpakov@gmail.com 3Университет г. Кассино и Южного Лацио, Кассино, Италия l.faella@unicas.it
Ключевые слова: пьезоэлектрический композит, эффективные характеристики, асимптотический метод гомогенизации, метод многих масштабов, быстрый корректор, локальная (ячеечная) задача, балка
Страницы: 188-197
Представлен метод перехода от трехмерной пьезоупругой задачи для композитного материала к одномерной задаче о пьезоупругой балке. При этом используется асимптотический метод гомогенизации, основанный на разделении "быстрых" и "медленных" переменных в решении. Особенностью задачи является наличие двух малых параметров, один из которых характеризует микроструктуру композиционного материала, другой - размер поперечного сечения. Получены как осредненные соотношения, описывающие пьезоупругую балку, так и быстрые корректоры. Совместное использование их позволяет корректно описать полное напряженно-деформированное состояние исходного трехмерного тела. Предлагаемый метод применим при решении трехмерной задачи о деформировании протяженного тела с произвольной периодической структурой, а также позволяет решать новые задачи (например, задачу о кручении), не имеющие аналогов в теории пьезоупругих пластин
А.Д. Калихман1, Т.П. Калихман2 1ФГБУ «Заповедное Прибайкалье», Иркутск, Россия inba@irk.ru 2Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, Иркутск, Россия kalikhman@irigs.irk.ru
Ключевые слова: пределы допустимых изменений, текущая емкость, рекреационная емкость, побережье оз. Байкал в границах Иркутской области, туристское использование особо охраняемых природных территорий
Страницы: 164-177
Впервые представлены результаты определения посетительских нагрузок на природные территории Прибайкальского национального парка, полученные в течение теплых сезонов 2018-2021 гг. Использована методика «Пределы допустимых изменений», рекомендованная для объекта всемирного природного наследия «Озеро Байкал», адаптированная авторами статьи для окружающих озеро природных территорий. Полученные численные значения рекреационной емкости для основных, открытых для посещения в Прибайкальском национальном парке объектов следует считать соответствующими предельно допустимым нагрузкам, превышение которых ведет к изменению природных условий и потере объектом туристской привлекательности. Показано, что для Прибайкальского национального парка, территория которого включает в себя более четверти протяженности береговой линии Байкала, на 93 разрешенных для посещения участках и тропах, расположенных в пределах десяти лесничеств, допустимо единовременное присутствие 5285 чел. Даны примеры определения оценок текущей емкости для трех объектов: бухты Бабушка, урочища Саган-Заба и Сарайского залива. Сделана попытка сравнить данные предельных нагрузок с общей статистикой выдаваемых разрешений на посещение с 2018 по 2022 г. Около половины из них связано с о. Ольхон, на который приходится примерно треть общих предельных нагрузок, что стало возможным после устройства в 2018-2021 гг. настильных троп, изолированных навесов, биотуалетов и помостов для автомобилей, позволивших повысить рекреационную емкость без увеличения нагрузки. Практика допуска посетителей на природные территории Прибайкальского национального парка опирается в настоящее время на оценки, полученные по методике пределов допустимых изменений и алгоритмам определения текущей емкости, которые ежегодно корректируются данными мониторинга состояния окружающей среды. Также учитывается регулярное появление новой и обновление существующей инфраструктуры, допускающей увеличение числа посетителей, единовременно находящихся в границах парка.
И.Г. ЯЩЕНКО
Институт химии нефти СО РАН, Томск, Россия
Ключевые слова: трудноизвлекаемая нефть, коллектор, пористость, проницаемость, условия залегания
Страницы: 223-232
С использованием информации из базы данных Института химии нефти СО РАН и методов статистического и пространственного анализа географических информационных систем проведена оценка данных об условиях залегания нефтей баженовской, доманиковой и куонамской свит нефтегазоносных территорий России, разработка которых позволит открыть новые источники увеличения добычи нефти. Представлены цифровые карты размещения месторождений доманиковых и куонамских отложений на территории Волго-Уральского, Тимано-Печорского и Лено-Тунгусского нефтегазоносных бассейнов. Показано распределение нефтей из указанных отложений по глубине залегания в каждом бассейне. Установлены литологические особенности пород коллекторов. Определены средние значения пластовых параметров, характеризующих фильтрационно-емкостные свойства залежей указанных отложений. Для проведения анализа условий залегания баженовской нефти использована выборка объемом 2833 образцов нефти из 127 месторождений Западно-Сибирского бассейна, доманиковой нефти - 407 образцов из 195 месторождений Волго-Уральского и Тимано-Печорского бассейнов, куонамской нефти - 117 образцов из 28 месторождений Лено-Тунгусского бассейна. Проведен сравнительный анализ геолого-физических характеристик, оказывающих непосредственное влияние на режим разработки и эффективность используемых технологий извлечения этих трудноизвлекаемых нефтей: проницаемость и пористость пород, пластовые температура и давление. Показано, что доманиковые и куоманские отложения наиболее близки по характеристикам к коллекторам разработанных в США месторождений сланцевой нефти, что указывает на возможность эффективного применения положительного опыта этой страны для российских месторождений. Результаты исследования могут быть использованы при разработке новых и совершенствовании существующих методов и технологий добычи и переработки трудноизвлекаемых нефтей исследуемых отложений.
Пространство России рассматривается на основе анализа вариативности макрорегиональных идентификаций ее регионов. Анализируются четыре варианта экономического районирования территории РФ, проведенного Госпланом СССР и Министерством экономического развития РФ. Выявляются территории, во всех вариантах районирования относимые к одним и тем же макрорегионам и группам макрорегионов, объединяемых базовыми терминами-понятиями (например, Сибирь, Дальний Восток, Урал и др.), и территории, относимые к разным макрорегионам и их группам. Первые определяются как ареалы устойчивой, а вторые - нарушенной макрорегиональной идентичности. Нарушения макрорегиональной идентичности вариативны. Вводятся понятия макрорегиональных ядер (ареалы устойчивой и слабонарушенной макрорегиональной идентичности) различных уровней. Ареалы, по своей идентичности занимающие промежуточное или переходное положение между ядрами, определяются нами как ареалы-связки. Ареалы-ядра рассматриваются как территории потенциального обособления, а ареалы-связки - как территории, повышающие устойчивость пространства РФ в отношении рисков дезинтеграции. Выявлено три ареала нарушенной макрорегиональной идентичности (ареалы-связки): Черноморско-Каспийский, Волго-Уральский и Восточный. Черноморско-Каспийский ареал связывает историческое и политико-экономическое ядро с республиками Северного Кавказа и промышленным ядром Среднего Поволжья. Волго-Уральский ареал связывает наиболее освоенные территории европейской и азиатской частей РФ, Восточный - европейскую часть страны и Западную Сибирь с Дальним Востоком. Оба европейских ареала нарушенной макрорегиональной идентичности обладают более высоким по сравнению с Восточным ареалом уровнем социально-экономического развития, большим демографическим весом, характеризуются повышенной вовлеченностью в военно-политические конфликты на постсоветском пространстве и, соответственно, пользуются повышенным вниманием федеральных властей. Преодоление отставания социально-экономического развития большинства субъектов РФ, образующих Восточный ареал, от среднероссийского уровня - один из факторов сохранения территориальной устойчивости страны.
А.В. Петюков, А.И. Боброва, И.Р. Гришин, Д.А. Иванов, М.Ю. Сотский
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия petyukov_a@bmstu.ru
Ключевые слова: текстильная преграда, численные методы, предельная скорость пробития, баллистическая стойкость, мезомоделирование
Страницы: 169-180
Предложена упрощенная численная методика моделирования проникания ударников в текстильные преграды, в которой учитываются тип плетения ткани, сила трения между нитями и между ударником и тканью, поперечные размеры ткани. На основе сравнения экспериментальных и расчетных данных выбраны необходимые расчетные параметры. С помощью предлагаемой методики проведена оценка баллистической стойкости комбинированной защитной композиции, позволяющей уменьшить заброневое воздействие. Исследована задача о влиянии формы ударника на баллистическую стойкость текстильной бронезащиты
Е.С. ТРОПИН, М.И. ГОНГОЛА, А.П. НЕМУДРЫЙ
Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск, Россия evg2306@mail.ru
Ключевые слова: водород, металлические мембраны, мембранный модуль, топливный элемент
Страницы: 406-414
Разработана математическая модель потока водорода из газовых смесей через стенки капиллярных трубок из металлического никеля, учитывающая неоднородность парциального давления водорода вдоль длинной трубки, а также неоднородность температуры на разных участках трубки. С помощью модели на основе экспериментальных данных рассчитаны кинетические параметры транспорта водорода в диапазоне температур 600-850 °C и диапазоне парциальных давлений водорода 0.1-1.0 атм. Модель может быть использована при проектировании мембранных модулей сепарации водорода из газовых смесей для расчета длины единичных мембран, их количества и оптимальной скорости потока водородсодержащей смеси через мембрану.
В данной обзорной работе на примере расплавов AМ-Pb и AМ-Bi (AМ - щелочной металл) кратко изложены современные представления о природе химического ближнего порядка в жидкометаллических системах с частично ионным характером межатомного взаимодействия. Проведены обобщение и анализ полученных авторами экспериментальных данных по термическим свойствам и взаимной диффузии в жидких сплавах щелочных металлов со свинцом и висмутом. Показано, что поведение этих свойств в целом согласуется с существующими простыми моделями, предполагающими наличие в расплавах ионных комплексов, которые постепенно разрушаются с ростом температуры. В то же время подтверждено, что структура полианионных комплексов в жидких системах AМ-Bi нуждается в уточнении.
Н.А. Кочетов, М.Л. Бусурина
"Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, Черноголовка, Россия kolyan_kochetov@mail.ru"
Ключевые слова: горение, механическая активация, интерметаллиды, многокомпонентные высокоэнтропийные сплавы, алюминид никеля, Ni + Al + x(Fe + Co + Cr), СВС
Страницы: 133-140
Проведено исследование влияния механической активации и количества связки Fe + Co + Cr на скорость и максимальную температуру горения, удлинение образцов в процессе горения, размер композитных частиц и выход смеси после активации, фазовый состав и морфологию продуктов синтеза в системе Ni-Al-(Fe-Co-Cr). Механоактивация смеси Ni + Al + x(Fe + Co + Cr) позволила реализовать горение образцов при комнатной температуре при содержании связки Fe + Co + Cr до 40 %. Активация смесей увеличила скорость и температуру горения, удлинение образцов продуктов и их пористость, уменьшила их прочность. Возрастание содержания связки Fe + Co + Cr в активированной смеси Ni + Al + x(Fe + Co + Cr) привело к увеличению выхода смеси после механоактивации, уменьшению размера композитных частиц и удлинению образцов продуктов синтеза. Зависимость скорости горения активированных смесей от содержания связки Fe + Co + Cr немонотонна, имеет максимум при содержании связки 10 %. Методом СВС синтезированы высокоэнтропийные сплавы - твердые растворы на основе интерметаллидов NiAl и Ni3Al.
Проведены исследования нового реагента - модифицированного водорастворимого полимера поливинилкапролактама (ПВКтм) в качестве реагента-собирателя для флотационного извлечения сульфидных минералов, содержащих золото. Модифицированный ПВКтм получен методом твердофазной модификации поли-N-винилкапролактама (ПВК) реагентом тиомочевиной. Методами сканирующей электронной и лазерной микроскопии идентифицирована адсорбция ПВКтм вокруг золотин искусственно нанесенных на поверхность аншлифа пирита. Установлено, что ПВКтм способствует селективной агрегации золотосодержащих минералов из шламовых фракций пробы руды, более 99 % золота с содержанием 3.54 г/т переходит из шламовой в песковую фракцию. Применение ПВКтм совместно с бутиловым ксантогентом калия (ПВКтм 30 г/т, БКК 200 г/т) в процессе флотации тонкоизмельченной пробы золотосодержащей руды Олимпиадинского месторождения позволило улучшить качество концентрата по содержанию золота с 19.9 до 29.5 г/т и повысить извлечение золота с 81 до 95 %. Использование модифицированного ПВКтм совместно с БКК приводит к росту извлечения золота на 14 %, повышению качества концентрата в 1.5 раза и снижению содержания золота в хвостах флотации до 0.15 г/т.
Выполнен анализ чувствительности моделирования гемодинамики в области аневризмы брюшной аорты к входным граничным условиям. Для трех пациент-специфичных конфигураций с аневризмой была рассчитана гемодинамика с различными пространственными и временными профилями скорости на входе и проведена оценка их влияния на гемодинамические характеристики. В общей сложности было оценено три пространственных (равномерный, параболический и параболический с наложением вторичного потока) и три временных профиля скорости, что привело к девяти случаям для каждой из трех геометрий. Результаты исследования показывают, что влиянием пространственного профиля скорости на входе, в том числе неаксиальными компонентами вектора скорости, можно пренебречь. При этом величина обратного диастолического потока наиболее сильно отражается на решении. Тем не менее, в области аневризмы брюшной аорты не выявлено существенных различий в результатах моделирования для усредненных по сердечному циклу величин напряжения сдвига стенки и скорости. Для распределения колебательного индекса сдвига максимальное отклонение от базового решения достигает ~ 10 %, что также является приемлемым для клинических применений.
Г.Н. Кувыркин, А.А. Соколов
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия fn2@bmstu.ru
Ключевые слова: нелокальная термоупругость, температурные напряжения, задача Кирша, метод конечных элементов
Страницы: 193-203
Проведено исследование влияния на концентрацию напряжений основных параметров нелокальной модели континуума при решении задачи о растяжении пластины с эллиптическим вырезом в ее центре, называемой также задачей Кирша. Изучено влияние температурного расширения среды на напряженно-деформированное состояние пластины. Проведено сравнение полученных результатов с классическими. Показано, что максимальные напряжение и плотность теплового потока уменьшаются, а деформация в зонах концентрации напряжений увеличивается
Г.Н. Огуреева, М.В. Бочарников
"Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия ogur02@yandex.ru"
Ключевые слова: биота, флора, растительность, экосистема, биом, космические снимки
Страницы: 164-174
Освещены проблемы инвентаризации, оценки и мониторинга биоразнообразия на основе картографирования как развивающегося самостоятельного направления исследований, позволяющего проводить пространственный анализ биоты с использованием широкого спектра тематических карт. Рассмотрены примеры выявления разнообразия биоты, которое проводится с помощью картографического метода на четырех основных уровнях: видовое богатство конкретных (локальных) флор, фитоценотическое (видовое богатство и разнообразие сообществ растительных формаций), определенных природных комплексов (ландшафтное биоразнообразие) и экосистемное разнообразие. Дан краткий экскурс в историю формирования теоретико-методических принципов картографирования биоразнообразия, в результате которого к настоящему времени подготовлены сотни карт, отражающих разнообразие организмов на основе разных подходов и методических разработок. К ним относятся карты флористического и фаунистического разнообразия мира (схемы изолиний, связывающих точки с одинаковыми количественными показателями оценки уровней флористического и фаунистического видового богатства в пересчете на определенную площадь); карты на сеточной (растровой) основе (использование ячеек определенной площади с отметками присутствия-отсутствия вида или комплекса видов в каждой из ячеек); карты, составленные на основе моделирования числа таксонов в зависимости от условий среды (метод моделирования по экологическим параметрам); карты фитоценотического разнообразия. Показаны примеры успешного применения данных дистанционного зондирования Земли, прежде всего космических снимков, для создания и использования разномасштабных карт, что открывает новые возможности в исследовании биоразнообразия. Представлен эколого-географический подход к выявлению и оценке биоразнообразия, перспективы которого связаны с его изучением в естественных границах подразделений биотического покрова разного уровня на основе экологических единиц подразделений биосферы - региональных биомов. Особое значение такой подход приобретает при исследовании фундаментальных проблем географии биоразнообразия горных территорий.
На основе 2-(пиперазин-1-илметил)-9Н-тиоксантен-9-он-S,S-диоксида и метакрилоилхлорида синтезирован 2-[4-(2-метакрилоил)-пиперазин-1-ил-метил]-9Н-тиоксантен-9-он-S,S-диоксид 1, представляющий собой электрохимически активный мономер, последующая радикальная сополимеризация которого с метилметакрилатом приводит к электроактивному сополимеру (PMMA-co-ThxSO2) с соотношением метилметакрилатных фрагментов цепи и пендантных (боковых) групп 9Н-тиоксантен-9-он S,S-диоксидной структуры, равным 95 : 5 соответственно. Методом циклической вольтамперометрии показано, что электрохимическое восстановление (ЭХВ) соединения 1 в ацетонитриле (MeCN) является двухэлектронным двухстадийным процессом с образованием долгоживущих анион-радикала на первой одноэлектронной стадии и нестабильного дианиона на второй стадии. Электрохимическое восстановление PMMA-co-ThxSO2 связано с восстановительной электрохимической активностью пендантной группы, а его механизм сходен с механизмом ЭХВ мономера 1. Данное соединение представляет собой полимер с пендантными группами, играющими роль эффективных ловушек электронов при транспорте заряда внутри тонкой пленки сополимера, и может быть использован в технологиях резистивной памяти (ReRAM - Resistive Random Access Memory) в качестве активного рабочего слоя мемристоров.
Проведено комплексное экспериментально-расчетное исследование течения при обтекании неподвижного газового снаряда при скоростях опускного потока от 0,15 до 0,3 м/c в вертикальной трубе диаметром 20 мм. Выполнены трехмерные расчеты методом VOF (volume of fluid) в пакете OpenFOAM с применением нестационарной модели турбулентности κ-ω SST. Экспериментальное исследование гидродинамических характеристик потока проведено с использованием электродиффузионного метода. Показано влияние скорости потока на изменение формы носика газового снаряда. В ходе работы выполнено сравнение расчетных и экспериментальных данных и показано их хорошее соответствие. Изучено распределение скоростей в жидкости и газе, а также распределение толщины пленки жидкости вокруг газового снаряда. Показано, что трение на стенке в пленке жидкости вокруг газового снаряда не зависит от скорости нисходящего потока.
Исследован процесс растворения металлического висмута в азотной кислоте и проведено сравнение экологически чистых способов получения азотнокислых растворов висмута, основанных на предварительном окислении висмута, а также на его растворении в присутствии карбамида или нитрата аммония. Установлено, что растворение висмута в присутствии нитрата аммония при молярном отношении нитрата аммония к висмуту, равном 1.5-3.5, и температуре 70±5 °С позволяет устранить выделение оксидов азота в газовую фазу и получить раствор с высокой концентрацией по висмуту. Показана целесообразность двухстадийной гидролитической переработки висмутсодержащего азотнокислого раствора с целью очистки висмута от примесных металлов. Первая стадия - проведение водного гидролиза висмутсодержащего раствора добавлением раствора азотнокислого висмута в нагретую до 60 °С воду при объемном отношении воды и висмутсодержащего раствора 9 : 1, а вторая - доосаждение висмута из маточного раствора после водного гидролиза добавлением к нему раствора карбоната аммония до рН 1 при 55±5 °С. На основании проведенных исследований разработаны экологически безопасные технологии получения оксогидроксонитрата висмута состава [Bi6O5(OH)3](NO3)5•3H2O и пентагидрата нитрата висмута Bi(NO3)3•5H2O, а также оксида висмута(III) квалификации “ос. ч.”. В результате восстановления оксида висмута(III) в расплаве гидроксида натрия, содержащего серу, при 500 °С и при соотношении оксид висмута(III)/гидроксид натрия/сера, равном 1.00 : 1.31 : 0.20, получен металлический висмут высокой чистоты.
А.И. Клёнов1, А.Н. Петрова2, И.Г. Бродова2, В.В. Астафьев2, Е.Б. Смирнов1, А.Ю. Гармашев1 1РФЯЦ, ВНИИ технической физики им. акад. Е. И. Забабахина, Снежинск, Россия klenov174@gmail.com 2Институт физики металлов им. М. Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург, Россия
Ключевые слова: селективное лазерное плавление, сетчатые структуры, структура сплава, прочность, высокоскоростная деформация
Страницы: 135-143
Рассмотрены динамические свойства объемно-структурированных образцов с разной топологией сетчатых структур из алюминиевого сплава АК6, синтезированных селективным лазерным сплавлением. Испытания проведены при квазистатических скоростях деформации 102 ÷ 103 с-1 методом Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона. Построены диаграммы деформирования, и определены значения условного предела текучести и предела прочности. Проведено сравнение результатов измерения свойств образцов с разной топологией сетчатых структур - кубические типа ГЦК и ОЦК и трижды периодических поверхностей минимальной энергии типа гироид. Исследовано влияние геометрических характеристик гироидов (размер ячейки, толщина стенки) на прочностные свойства образцов. Показано, что при одной и той же плотности материала гироиды обладают повышенными характеристиками. Сетчатые металлические материалы, полученные аддитивной технологией, могут быть использованы в технике для уменьшения массы конструкций и ослабления разрушающих высокоэнергетических механических воздействий.
Ранее с использованием параболической регуляризации для некоторой подпоследовательности {εn}n∈N, εn > 0 доказано существование классического решения задачи об образовании пальцеобразной структуры в однофазной вязкой жидкости в ячейке Хеле-Шоу при наличии поверхностного натяжения (исходной задачи). В данной работе доказывается единственность классического решения исходной задачи с использованием параболической регуляризации для полной последовательности параметра {ε}, ε > 0.
Выявлен целый ряд антропогенных и стихийных бедствий, оказавший воздействие на хрупкие экосистемы группы островов Баратанг в Андаманско-Никобарском архипелаге, что привело к деградации и истощению их природной среды и биоразнообразия. Установлено, что в начале XX в. ресурсы архипелага, особенно о. Баратанг, эксплуатировались для создания инфраструктуры и плантаций, что привело к уменьшению лесного покрова и увеличению числа антропогенно-преобразованных ландшафтов. Тем не менее самая последняя доступная информация о землепользовании и земном покрове относится только к 2013 г. Данное исследование направлено на понимание динамики изменений землепользования и земного покрова на группе островов Баратанг с помощью разновременных спутниковых данных за 1976, 1993, 2004, 2014 и 2023 гг. С использованием методов визуальной интерпретации были созданы карты пространственно-временных изменений, представляющие различные особенности землепользования и земного покрова на исследуемой территории. Анализ этих карт выявил интересную тенденцию: наблюдается увеличение площади лесов при одновременном уменьшении поселений и сельскохозяйственных угодий, что противоречит выводам предыдущих исследований. Данная работа установила несколько факторов, способствующих развитию этой тенденции, а именно: естественное возобновление, сокращение лесозаготовок и человеческой деятельности, государственная политика и законы, а также реализация природоохранных мер лесным департаментом. Однако данные о сокращении мангровых зарослей, которое объясняется как деятельностью человека, так и стихийными бедствиями, совпадают с результатами других исследований. В данном исследовании подчеркивается важность регулярного мониторинга динамики ландшафта острова для понимания изменений в землепользовании и земном покрове и принятия соответствующих мер по охране окружающей среды.
О. Ю. ПОДЪЯЧЕВА1, З. Р. ИСМАГИЛОВ1,2 1Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирск, Россия pod@catalysis.ru 2Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, Кемерово, Россия iuhm@ficuuh.ru
Ключевые слова: азотсодержащие углеродные нанотрубки, атомарный металлический катализатор, платина, палладий, муравьиная кислота, водород
Страницы: 872-882
Исследована возможность использования азотсодержащих углеродных нанотрубок (N-УНТ) в качестве носителя для синтеза атомарных палладиевых и платиновых катализаторов. Изучено влияние содержания металлов (0.2-2 мас. %) и метода нанесения (пропитка и осаждение) на дисперсность нанесенных Pd и Pt. Определены условия для получения 100%-го атомарного катализатора: использование предшественника металла в катионной форме и содержание металла менее 0.5 мас. %. Установлено увеличение частоты оборота реакции разложения муравьиной кислоты в газовой фазе для получения водорода в 4 раза на атомах металлов, стабилизированных на пиридиноподобных азотных центрах N-УНТ, по сравнению с наночастицами размером ~1 нм. Атомарные металлические катализаторы проявляют бóльшую селективность по водороду и позволяют уменьшить концентрацию CO более чем в 2 раза. Установлена стабильность Pd и Pt атомарных форм в ходе реакции, протекающей при повышенных температурах.
Н.М. Сысоева
Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, Иркутск, Россия
Ключевые слова: институциональные факторы, освоение, система расселения, трудовые ресурсы, отток населения, интеллектуальные виды деятельности
Страницы: 126-133
Рассмотрена эволюция понятия человеческого потенциала - от трудовых ресурсов периода освоения, привлекавшихся для выполнения задач централизованного планирования по созданию территориально-производственных комплексов, до человеческого капитала, характеризующегося созидательными способностями человека и выступающего в условиях рыночного хозяйствования не только фактором, но и субъектом экономической деятельности, а также важнейшей частью национального капитала. Проанализирован характер накопления человеческого капитала в ресурсных регионах Сибири, особенности его развития и возможности реализации в условиях сложившихся институциональных структур производства с преобладанием крупных внешних корпораций, выделена роль малого и среднего бизнеса, опирающегося на местные человеческие ресурсы. Отмечен дефицит институтов, способствующих повышению статуса и дохода местного населения в секторах экономики, не связанных с добычей и первичной переработкой природного сырья. Цель работы - обоснование необходимости трансформации сложившихся институтов, определяющих реализацию накопленного человеческого капитала в ресурсных регионах, изменения подходов к управлению региональным развитием для повышения стремления к инвестированию в человеческий капитал всех сторон производственного процесса и сокращения оттока образованной и мотивированной на карьерный рост части населения. Основной метод исследования - структурный анализ экономики регионов и оценка развития видов деятельности интеллектуального характера, наиболее привлекательных для человеческого капитала и формирующих инновационный потенциал развития территории. Информационную основу исследования составляет официальная статистика и обследования Росстата РФ.
Ю.Г. Зайцева
Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, Новосибирск, Россия ulianna_zaitseva@mail.ru
Ключевые слова: Rhododendron yedoense var. poukhanense, прорастание семян in vitro, микроразмножение, тидиазурон, укоренение in vitro
Страницы: 1030-1039
Представлена эффективная система регенерации Rhododendron yedoense var. рoukhanense (H. Lév.) Nakai. из проростков, основанная на использовании тидиазурона (ТДЗ) для пролиферации меристем. В качестве эксплантов использовали проростки, полученные в результате прорастания семян in vitro. Длительность прорастания семян составила 24 дня. Общая всхожесть семян R. yedoense var. рoukhanense была на уровне 77,5 %. Исследовали влияние ТДЗ при 4-часовой импульсной обработке (7,5; 15,0; 30,0 мкМ) с последующим культивированием на среде Андерсона (АМ) без ТДЗ и при непосредственном культивировании на АМ с добавлением 1,0 мкМ ТДЗ на морфогенный потенциал проростков. Установлено, что регенерантам R. yedoense var. рoukhanense, полученным как после импульсной обработки, так и после культивирования на ТДЗ-содержащей среде, требовался дополнительный пассаж на безгормональной АМ (АМ0) для элонгации и увеличения числа побегов на эксплант. Наибольшее число побегов на эксплант получено после элонгации при непосредственном внесении в питательную среду 1,0 мкМ ТДЗ и после импульсной обработки 30,0 мкМ ТДЗ - в среднем 9,32 и 10,32 соответственно. Максимальный процент укорененных растений (50 %) был получен под действием 4-часовой импульсной обработки индолилмасляной кислотой с последующим культивированием in vitro на АМ0. Представленное исследование впервые демонстрирует влияние различных видов обработки ТДЗ на пролиферацию и развитие побегов, a разработанная технология позволила получить укорененные и адаптированные микропобеги, развитие которых было индуцировано импульсной обработкой ТДЗ. В результате R. yedoense var. рoukhanense включен в коллекцию in vitro для сохранения и размножения с целью дальнейшего практического использования.
"К.К. Размахнин1,2, Л.В. Шумилова1, И.Б. Размахнина1"
"1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Чита, Россия igdranchita@mail.ru 2ФГАУ Научно-исследовательский институт “Центр экологической и промышленной политики”, Москва, Россия"
Ключевые слова: Цеолитсодержащие породы, Холинское месторождение, очистка, сточные и оборотные воды, мышьяк, сорбция, наилучшие доступные технологии, обогащение, сорбционная установка
Страницы: 180-188
Установлена возможность обогащения цеолитсодержащих пород Холинского месторождения с целью получения высококачественных сорбентов для очистки сточных и оборотных вод от загрязняющих примесей, предложена схема обогащения. Представлен минеральный состав и приведены результаты электромагнитной и электростатической сепараций цеолитсодержащих пород Холинского месторождения. Разработана схема адсорбционной установки непрерывного действия на основе применения цеолитсодержащих пород. На примере модельного раствора исследована сорбционная способность исходных и обогащенных цеолитсодержащих пород Холинского месторождения. Приведены результаты сорбции мышьяка цеолитсодержащими породами. Дана сравнительная оценка эффективности применения цеолитсодержащих пород для очистки модельного раствора сточных вод от примесей мышьяка, фтора, цинка, свинца, никеля и хрома. Оценена перспектива применения цеолитсодержащих пород для очистки сточных вод горнопромышленных предприятий от основных загрязняющих примесей. Полученные показатели очистки вод характеризуются как достаточно высокие и позволяют обеспечить необходимый уровень качества стоков.
Н.Л. Медяник, А.В. Смирнова, Ю.А. Карелина, В.А. Басков
"Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия medyanikmagnitka@mail.ru"
Ключевые слова: Реагент-собиратель фульвовая кислота, ванадий, ионы ванадила, механизм действия, компьютерное моделирование, напорная флотация, комплексные минеральные добавки для почвогрунта
Страницы: 171-180
Обобщены исследования по получению ванадия и показана перспективность применения флотационного извлечения. Обоснован прогнозный выбор фульвовой кислоты FulvAc в качестве реагента-собирателя, селективно действующего по отношению к ценному компоненту ванадию, который в кислых продуктивных растворах находится в виде ванадила VO2+ . На основе анализа параметров реакционной способности изучен механизм выделения и концентрирования ванадила с использованием хелатообразующего реагента FulvAc. Проведено компьютерное моделирование флотационной системы, представляющей собой малорастворимый металлокоплекс фульвата ванадила [VO2+ - FulvAc]n . Эффективность применения FulvAc подтверждена лабораторными флотационными тестированиями, при которых извлечение ванадила составило не менее 92 %. Получение оксисолей ванадия обусловлено потребностями в сырье различных отраслей, [VO2+ - FulvAc]n можно использовать в качестве комплексных минеральных добавок в удобрительные смеси для нужд городского озеленения.
С.А. Кондратьев, Д.В. Семьянова
"Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия kondr@misd.ru"
Ключевые слова: Флотация, синергетический эффект собирателей, поверхностное натяжение раствора, физически сорбируемый собиратель, энергетическое взаимодействие
Страницы: 148-159
Установлена связь между синергизмом сочетания анионных и неионогенных реагентов в понижении ими поверхностного натяжения раствора с синергетическим эффектом собирателей во флотации. Показано, что указанные эффекты имеют одну природу. Предложена гипотеза проявления синергизма во флотации, основанная на механизме работы физической формы сорбции собирателя в элементарном акте. Приведены экспериментальные доказательства соответствия мольных концентраций реагентов в понижении поверхностного натяжения раствора смеси и максимального извлечения полезного компонента в концентрат. Рассмотрены причины возможного отсутствия синергетического эффекта во флотации при использовании катионного и анионного собирателей, когда указанный эффект наблюдается в понижении ими поверхностного натяжения раствора. Установлена необходимость учета энергетического взаимодействия собирателя с минералом и окружающей средой. Для анализа изменения смачиваемости минералов реагентами показана возможность применения подхода, основанного на теории Лифшица -Ван-дер Ваальса и кислотно-основного взаимодействия контактирующих объектов. Полученные результаты могут быть использованы при разработке методик подбора сочетаний собирателей и эффективных реагентных режимов флотационного обогащения полезных ископаемых.
Представленная работа посвящена исследованию оптических и теплофизических свойств наножидкостей на основе углеродных сферических наночастиц, стабилизированных в воде додецилсульфатом натрия. Наночастицы со средним диаметром 11 нм синтезированы электродуговым распылением в гелии при давлении 3 торр. При концентрации углеродных наночастиц в наножидкости 0,01 % коэффициент экстинкции меняется от 400 до 200 м-1 в диапазоне длин волн 180 - 1100 нм. Для весовых концентраций наночастиц в диапазоне 0 - 0,04 % зависимости вязкости от концентрации не выявлено. Установлено, что теплопроводность наножидкостей в том же диапазоне концентраций снижается с ростом концентрации относительно теплопроводности воды до 4 %.
Продемонстрированы процессы кристаллизации наноразмерных частиц в расширяющейся струе высокоэнтальпийной сильно неравновесной плазмы на примере титана с последующим нанесением их на поверхность. Источником плазменного потока служил дисковый магнитогидродинамический ускоритель. На вход ускорителя подавался транспортный газ с добавкой газообразных прекурсоров. Поток, генерируемый МГД-ускорителем, приобретал скорость порядка нескольких километров в секунду и истекал в вакуум. Образовавшаяся струя обтекала подложку, располагавшуюся на расстоянии порядка ширины канала от выхода ускорителя, на которой образовывалось гладкое покрытие. При отнесении подложки от ускорителя на расстояние, на порядок большее ширины канала, образовывалось покрытие, состоявшее из наноразмерных кристаллов.
Р.Х. Болотнова1, Э.Ф. Гайнуллина1,2, Э.А. Файзуллина1 1Институт механики им. Р.Р. Мавлютова УФИЦ РАН, Уфа, Россия bolotnova@anrb.ru 2Уфимский университет науки и технологий, Уфа, Россия elina.gef@yandex.ru
Ключевые слова: уравнение состояния азота, форма Ми - Грюнайзена, линия насыщения, критическая область, криогенные температуры
Страницы: 1187-1194
На основе ранее разработанного метода построения уравнения состояния для жидкости и пара получено термодинамически согласованное аналитическое уравнение состояния для жидкого и газообразного азота молекулярной фазы. При построении уравнения состояния использована форма Ми - Грюнайзена в виде суммы упругой и тепловой составляющих для давления и внутренней энергии. Упругие составляющие описаны потенциалом типа Борна - Майера. Для тепловых составляющих принято упрощающее приближение, следующее из условия постоянства средней теплоемкости и зависимости функции Грюнайзена от объема. При определении уравнения состояния паровой и жидкой фаз азота использовались таблицы, рассчитанные на основе уравнений, аппроксимирущих экспериментальные данные по изотермической сжимаемости, адиабатической скорости звука, включая критическую область и линию равновесия фаз. Полученное уравнение состояния азота позволяет исследовать явления, связанные с процессами испарения и конденсации азота при моделировании многофазных течений с учетом межфазного тепло- и массообмена в условиях низких давлений и криогенных температур.
Рассмотрены актуальные проблемы и особенности эксплуатации промышленных горно-гидротехнических объектов в Арктической зоне РФ. Разработан комплексный методический подход к дистанционному обследованию и мониторингу в режиме реального времени сопряженных горно-гидротехнических сооружений и особо охраняемых природных территорий на основе современных космических и цифровых технологий. Прогноз и управление техногенными рисками осуществлены путем создания цифровых двойников и информационных карт рисков с ранжированием объектов по степени опасного воздействия на основе обобщения пространственных данных, полученных при построении геофильтрационной 3D-модели массива и гидрогеомеханического моделирования формирующихся фильтрационно-деформационных процессов, а также дешифрования и анализа космоснимков районов промышленного загрязнения территориальных вод и приземного слоя атмосферы. Представлены результаты геофильтрационного 3D-моделирования гидротехнического сооружения. Показаны эффективные способы удаленной оценки и контроля за состоянием горно-гидротехнических объектов и водных акваторий с помощью методов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Приведены результаты исследований в горнопромышленном регионе аэротехногенного воздействия на окружающую среду.
А.В. Бабкин, А.С. Новосельцев, С.В. Ладов
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия pc-os@bmstu.ru
Ключевые слова: кумуляция, кумулятивный заряд, облицовка, схлопывание, струйное течение, динамическое деформирование, поверхностные возмущения, неустойчивость
Страницы: 123-129
Представлены результаты исследования гидродинамической неустойчивости, возникающей при схлопывании оболочек, в частности облицовок кумулятивных зарядов. Изначально такая неустойчивость инициировалась гармоническими поверхностными возмущениями или же возмущениями параметров нагрузки. Неустойчивость проявлялась в форме развития этих возмущений с течением времени. Отсутствие или же ограниченный рост поверхностных возмущений рассматривались как проявление устойчивости процесса деформирования оболочки. В настоящей работе приняты во внимание результаты, полученные как с помощью численного моделирования, так и с опорой на известные экспериментальные данные. По итогам исследования сформулированы выводы о причинах и возможных формах проявления неустойчивости деформирования схлопывающихся металлических оболочек, а также об определяющих параметрах этого процесса, о его особенностях и закономерностях.
Б.А. Красноярова, А.Е. Назаренко, Т.Г. Плуталова, С.Н. Шарабарина
Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, Россия bella250352@mail.ru
Ключевые слова: углеродная нейтральность, углеродные калькуляторы, углеродный след, растениеводство, животноводство, Алтайский край
Страницы: 164-175
На примере четырех модельных предприятий, ведущих свою деятельность в различных природных условиях Алтайского края (степная, предгорная степная, лесостепная зоны), проведена оценка углеродного следа растениеводства для различных выращиваемых культур, а также углеродного следа животноводства. В качестве инструментов оценки использовались распространенные углеродные калькуляторы - Сool Farm Tool, AgRe-Calc, Farm Carbon и Ex-Act V9.4, а также Методические рекомендации Минприроды России. Выявлены различия в величине углеродного следа животноводства и растениеводства при оценке данными инструментами, которые, по мнению авторов, вызваны различиями в исходных данных и пересчетных коэффициентах, заложенных в алгоритмы расчета указанных калькуляторов. Удельный углеродный след для различных культур на модельных предприятиях варьирует в диапазоне от 100 кг до 1 т СО2-экв/га, для крупного рогатого скота - 1,67-3,51 т СО2-экв/голову. При этом структура углеродного следа растениеводства в хозяйствах может кардинально различаться и зависит от особенностей технологического процесса. Выявлен ряд основных факторов, влияющих на величину углеродного следа растениеводства: набор выращиваемых культур; способы обращения с растительными остатками; состав, количество и методы внесения удобрений и средств защиты посевов; особенности технологического процесса. Величина углеродного следа животноводства обусловлена особенностями содержания скота и применяемого рациона. В связи с этим сделан вывод, что объем выбросов парниковых газов можно регулировать путем организации системы землепользования и/или усовершенствования технологического процесса сельскохозяйственного производства.
И.А. Банщикова
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия bia@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: конструкционные сплавы, ортотропия, ползучесть, кручение, стержень с кольцевым сечением, минимум дополнительного рассеяния и полной мощности, характеристическая точка
Страницы: 174-188
Решения, полученные для задачи о кручении постоянным моментом стержня со сплошным круглым сечением из ортотропного при ползучести материала, обобщены на случай стержня с кольцевым сечением. В расчете использовалось несколько методов: Бхатнагара - Гупты; метод, основанный на принципе минимума дополнительного рассеяния; метод конечных элементов. Показана возможность получения оценки напряженно-деформированного состояния методом характеристических параметров. Выведенные аналитические зависимости угловой скорости закручивания от времени на установившейся стадии ползучести могут быть использованы для определения сдвиговых параметров ортотропного потенциала Хилла в экспериментах на кручение или для их уточнения, если эти параметры найдены иными способами
М. Костович, П. Лазич
Белградский университет, Белград, Сербия predrag.lazic@rgf.bg.ac.rs
Ключевые слова: Кварцевый песок, гидроциклон, автоматическое управление, контроль за процессом, разделительные числа, кривая распределения, эффективность классификации
Страницы: 170-178
Промышленные испытания классификации кварцевых песков проведены в гидроциклоне, оснащенном соответствующими контрольно-измерительными приборами (частотным регулятором электродвигателя насоса и манометром для измерения давления у входа в гидроциклон). Для оценки классификации различных кварцевых песков определена степень их извлечения с помощью разделительных чисел и кривой распределения, а также с учетом параметров классификации. Установлено, что по итогам изменения входных давлений гидроциклона при контроле других технологических параметров процесса можно успешно обрабатывать кварцевые пески различных месторождений и получать продукт с удовлетворительными характеристиками гранулометрического состава. Достигнутые результаты важны при внедрении автоматического управления и контроля процессом подготовки кварцевого песка.
Д.В. Дик, А.А. Филиппов, Н.Ю. Бурхинова
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия dickdmit@yandex.ru
Ключевые слова: карбид бора, диборид хрома, нановолокнистый углерод, горячее прессование, микротвердость, модуль упругости
Страницы: 191-195
Методом реакционного горячего прессования шихты из карбида бора, оксида хрома и углеродного материала с большой удельной площадью поверхности получен функционально-градиентный материал B4C-CrB2 с градиентом концентрации CrB2 по толщине, равным 5, 15, 25 %. Представлены общий вид микроструктуры и распределение частиц диборида хрома по размерам в каждом слое. Показана немонотонность изменения механических свойств с увеличением концентрации CrB2, обусловленная особенностями реакции карбидоборного восстановления
Приводятся сведения о находках в Забайкалье в отложениях плейстоцена и голоцена раковин моллюсков родов монодакна (Monodacna), перловицы (Unio), ланцеолярия (Lanceolaria), катушки (Planorbis) и амуропалудина (Amuropaludina). Их раковины морфологически близки к раковинам современных видов, обитающих в географически отдаленных от Забайкалья регионах России. Ареалы их в прошлом были значительно обширнее, чем в настоящее время. На основании ископаемых находок и современных сборов моллюсков воссоздается история существования и вымирания обсуждаемых видов в Забайкалье. Ареалы европейских видов родов монодакна, перловицы, катушки и дальневосточных видов родов ланцеолярия и амуропалудина на временном отрезке от плейстоцена до голоцена изменялись под влиянием климатических факторов в ледниковый период. При сопоставлении абсолютного возраста находок ископаемых раковин или вмещающих их отложений с периодами потеплений и похолоданий по региональной геохронологической шкале выявлены геохронологические реперы существования и вымирания обсуждаемых видов в Забайкалье. Теплолюбивые европейские виды, широко распространенные в плейстоцене, вымерли в Восточной Сибири и Забайкалье в ледниковый период, их ареалы были прерваны и ограничены основной частью в Европе. Такой же сценарий развивался и для дальневосточных стенотермных видов, вымерших в Забайкалье в холодный период голоцена. Около 2-1,5 тыс. л. н. их ареал, охватывающий весь бассейн Амура, был прерван и ограничен основной частью на Дальнем Востоке. Отмечен факт обитания в озерах-рефугиумах Забайкалья локальных популяций европейских видов обыкновенная и клиновидная перловицы (Unio pictorum и U. tumidus) и дальневосточного вида кийская амуранодонта (Amuranodonta kijaensis). Изменения, связанные с природными циклами похолоданий и потеплений в плейстоцене и голоцене, можно рассматривать как проявление климатогенной сукцессии, в ходе которой происходило вымирание стенотермных видов на региональном уровне и разрыв ареалов на глобальном уровне.
Н.В. Кукшинов, А.А. Дмитриева, Л.И. Метелешко, Д.Н. Морской
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия kukshinov@bmstu.ru
Ключевые слова: пузырьковое кипение, отрывной диаметр, скорость роста пузыря, высокоскоростная съемка, статистические распределения
Страницы: 169-174
Проведены экспериментальные исследования образования поверхности раздела фаз при кипении дистиллированной воды на цилиндрических поверхностях диаметрами 1 и 3 мм. В процессе эксперимента обеспечивался пузырьковый режим кипения, характеристики пузырей определялись с помощью высокоскоростной съемки методом PSV (Particle Shadow Velocimetry) с частотой до 8000 кадров в секунду. Получены статистические распределения размеров пузырей, определены зависимости среднего отрывного диаметра и скорости роста пузыря от тепловой нагрузки, проведена оценка влияния радиуса кривизны поверхности на характеристики кипения.
Т.Ю. Шкредов1,2, Г.В. Шоев1,2 1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия shkredov@itam.nsc.ru 2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия shoev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: отрыв, химические реакции, римановские солверы, AUSMPW+
Страницы: 367-386
Обсуждаются вопросы реализации и применения солвера AUSMPW+ для расчета невязких потоков на грани контрольного объема в расчетном коде HyCFS на структурированной сетке. Показано, что применение AUSMPW+ позволяет успешно преодолеть явление карбункула при обтекании цилиндра. Моделирование течений с отрывом пограничного слоя с использованием солвера AUSMPW+ приводит к результатам, совпадающим с полученными с помощью HLLC. Результаты расчетов коэффициентов давления и теплопередачи на поверхности конуса с юбкой с использованием HyCFS совпадают с экспериментальными данными LENS-XX с той же точностью, что и результаты других авторов, полученные независимыми расчетными кодами.
J.-G. Ning, Q. Wang, J.-Q. Li
State Key Laboratory of Explosion Science and Safety Protection, Beijing Institute of Technology, Beijing, China jgning@bit.edu.cn
Ключевые слова: призматическая оболочка, взрывная нагрузка, скорость осколков, угол рассеивания, размерный анализ
Страницы: 184-184
Являясь типичной нецилиндрической структурой, призматическая оболочка с полуготовыми фрагментами чрезвычайно важна для структурного проектирования и оценки эффективности поражения инновационной боеголовки. Скорость и углы рассеивания фрагментов являются важными параметрами при создании боеголовки и защитных элементов. Однако подавляющее большинство существующих формул скорости фрагментов созданы именно для цилиндрического корпуса, и существует совсем немного формул для расчета угла рассеивания в применении к призматическому корпусу. В данной работе с помощью теоретического анализа выведена формула скорости фрагмента от призматического корпуса, а также предложены уравнения как для радиального, так и для осевого угла рассеивания фрагментов. Рациональность формул была подтверждена экспериментально проверенными численными результатами. В конечном итоге на основе полученных выражений и ортогонального анализа были установлены законы влияния безразмерных геометрических параметров на угол рассеивания и удельную кинетическую энергию фрагментов, а также определены первичный и вторичный порядки влияния каждого параметра на угол рассеивания и удельную кинетическую энергию соответственно. Результаты этой работы станут основой для дальнейших исследований призматической металлической оболочки и других видов асимметричных оболочек, а также надежным источником для технического проектирования инновационных боеголовок.
Х. Ху1, Ц. Сян1, С. Тянь2, Ж. Пяо1, Ш. Ван1 1Колледж механики и электротехники Аньхойского научно-технологического университета, Хуайнань, Китай huhx2006@163.com 2Аньхойский профессионально-технический колледж, Хэфэй, Китай seraph4479@126.com
Ключевые слова: механические свойства, эрозионная износостойкость, смеси, эпоксидная смола, полиарилэфиркетон
Страницы: 230
Изучено влияние модифицированного полиарилэфиркетона (ПАЭК), используемого в качестве добавки к смеси эпоксидных смол для повышения вязкости материала, на эрозионную стойкость этого материала в условиях водоструйной обработки. Исследована морфология поверхности следов износа. Установлено, что с увеличением концентрации ПАЭК твердость и ударная вязкость материала сначала увеличиваются, а затем уменьшаются. Стойкость к эрозии материала существенно увеличивается, когда концентрация ПАЭК достигает значения, соответствующего 35 частям ПАЭК на 100 частей смолы. Удаление материала при эрозии происходит за счет микропропахивания, образования трещин, микрорезания и пластической деформации. Результаты исследования показывают, что добавление ПАЭК позволяет улучшить механические характеристики материала на основе эпоксидных смол. Полученные эпоксидные материалы могут быть использованы в условиях воздействия эрозионных сред
Методом просвечивания образцов узким пучком гамма-излучения с погрешностью 0,5 - 0,8 % проведены измерения плотности интерметаллидов CeAl2 и NdAl2 в интервале температур 1550 - 1930 K твердого и жидкого состояний. Получены аппроксимационные зависимости для плотности расплавов исследованных сплавов, определены изменения плотности при плавлении - кристаллизации. Выполнена эмпирическая оценка плотности расплавов ряда других интерметаллидов LnAl2 лантаноидов цериевой подгруппы.
В.В. Гетман, А.Ю. Каркешкина
Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН, Москва, Россия ipkon@inbox.ru
Ключевые слова: Сфалерит, галенит, мономинеральная флотация, селективные реагенты, лазерная и электронная микроскопия, краевой угол смачивания, адсорбция, свободная энергия поверхности
Страницы: 3-14
В качестве нового реагента-собирателя для флотационного обогащения исследован комплексообразующий сорбент группы дитиазинов (1-карбокси-2-пергидро-(1,3,5-дитиазин)-5-илэтан) (КПДЭ). Изучение физико-химических свойств реагента, а также механизм его взаимодействия с поверхностью минералов сфалерита и галенита проводили методами ИК-, УФ- спектроскопии, в также методами измерения краевого угла смачивания и свободной энергии поверхности. Установлено, что в присутствии реагента поверхность галенита гидрофобизируется, а поверхность сфалерита, напротив, становится гидрофильной. Результаты сравнительной флотации минералов показали, что реагент КПДЭ обладает более высокой селективностью по сравнению с БКК и обеспечивает селективное флотационное разделение галенита и сфалерита.
По прогнозам, в следующем десятилетии начнется развертывание тактильного Интернета на основе телекоммуникационной сети шестого поколения. Для этого должна быть обеспечена сверхнадежная и с наименьшей задержкой передача не только традиционных данных (текст, аудио, видео), но и тактильных ощущений (прикосновение, давление, вибрация, шероховатость и др.). С этой целью уже разработана архитектура, состоящая их трех доменов, и совершенствуются устройства считывания тактильных ощущений, преобразования их в цифровую запись и удаленного воспроизведения. Однако в мировой науке нет ни одной работы о возможных общественно-географических последствиях развертывания тактильной связи. В настоящем исследовании определены контуры будущих направлений географического изучения тактильного Интернета на основе сравнения методологических возможностей общественной географии со спецификой передачи тактильных данных по телекоммуникационной сети. С помощью авторского алгоритма семантического поиска, представляющего итерационную систему машинного обучения, в отечественных и международных библиографических базах данных отобраны необходимые публикации. Их анализ позволил идентифицировать ключевые параметры тактильного Интернета и оценить географическую изученность рассматриваемой проблематики. Установлено, что отсутствие географических исследований тактильной связи в некоторой мере может компенсироваться общественно-географическим изучением Интернета вещей, искусственного интеллекта и беспроводной связи пятого и шестого поколения. Идентифицированы пять перспективных научных направлений, которые условно названы дистанционно-задерживаемым, пространственно-доменным, регионально-потоковым, погранично-вычислительным и территориально-адаптационным. По каждому направлению выделены этапа развития и сформулированы первоочередные исследовательские вопросы. Приведены возможные сферы применения результатов географического изучения тактильного Интернета.
В.А. ЗАХАРОВА1,2, Н.Р. КИЛЬДЕЕВА1 1Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство), Москва, Россия vasilinaqss@gmail.com 2Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва, Россия
Ключевые слова: 3D-печать, гидрогели полисахаридов, альгинат натрия, феруловая кислота
Страницы: 674-681
Методы 3D-печати на основе экструзии широко используются для создания тканеинженерных конструкций для регенеративной медицины с заданными размерами, формой и свойствами, соответствующими характеру раневого дефекта. Высоковязкие растворы анионного полисахарида альгината натрия демонстрируют потенциал в качестве основы для создания гидрогелевых “чернил” для 3D-печати. Однако печать растворами альгината натрия сопряжена с техническими сложностями, связанными с необходимостью быстрого гелеобразования сразу после экструзии для образования эластичного геля. В данном исследовании показана возможность управления вязкостью растворов альгината натрия путем введения модификатора гелеобразования - феруловой кислоты, участвующей в формировании сетки зацеплений. С помощью ИК-спектроскопии исследована природа взаимодействий в материалах на основе альгинатов, полученных в присутствии феруловой кислоты. Оптимизированы условия получения высокогидратированных гелевых структур на основе раствора ионогенного полисахарида и феруловой кислоты с использованием поршневой 3D-печати.
А.Ю. Ларичкин1, К.В. Захарченко1, В.И. Капустин2 1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия larichkingg@yandex.ru 2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия macler06@mail.ru
Ключевые слова: алюминиевый сплав, упругопластическое деформирование, деформационные характеристики, ползучесть, усталостное разрушение
Страницы: 181-187
Проведено физическое моделирование процесса формообразования панели из сплава АК4-1 (Al-Cu-Mg) в условиях ползучести при температуре отжига T = 420 °C. Процесс формообразования имитировался растяжением при ползучести круглых цилиндрических образцов до различных значений деформации, не превышающих 6 %. В результате испытаний получены параметры классической модели Бойла - Нортона для установившейся ползучести. В соответствии с технологическим процессом формообразования в условиях ползучести для восстановления прочностных свойств панели проведена термообработка образцов (закалка и старение). Напряжения для испытаний на усталость определялись путем ступенчатого циклического нагружения с увеличением амплитуды напряжений. Испытания прекращались при возникновении пластических деформаций. Проведено сравнение характеристик сопротивления усталостному разрушению образцов в состоянии поставки, образцов, растянутых при ползучести и после термообработки, и образцов с нулевой деформацией ползучести после термообработки. Показано, что накопленная образцами деформация ползучести, превышающая 2 %, может вызвать уменьшение их усталостных характеристик по сравнению с характеристиками образцов в состоянии поставки
Разработана и реализована численная модель динамического разрушения пластины из функционально-градиентного материала на основе стали марки Ст.3 и титанового сплава ВТ8 при ударно-волновом нагружении. Численное моделирование выполнено методом конечных элементов в трехмерной постановке с использованием программного комплекса EFES. Для описания свойств градиентного материала введен параметр смешивания, обеспечивающий плавный переход между материалами по толщине пластины. Проведены численный тест, аналогичный тесту Тейлора, и моделирование соударения алюминиевого ударника с непрерывно-градиентной преградой, что позволило оценить остаточные деформации, профили давления и условия возникновения откольного разрушения. Установлено, что направление градиента Ст.3 → ВТ8 обеспечивает эффективное рассеяние ударной волны и подавление откольного разрушения, тогда как противоположно направленный градиент приводит к локализации растягивающих напряжений и формированию откольного фрагмента. Полученные численно значения толщины откола хорошо согласуются с экспериментальными данными, что подтверждает адекватность модели, предложенной для прогнозирования динамической прочности функционально-градиентных структур при высокоскоростных нагрузках
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
