С целью разработки эффективного катализатора для ресурсосберегающей конверсии угольного метана в водородсодержащий газ проведен синтез серии образцов Ce0.2Ni0.8O1.2/Al2O3, исследованы их физико-химические и функциональные свойства в зависимости от природы предшественников активного компонента (гексагидрат нитрата никеля(II), аммиакат никеля(II)) и промотора (гексагидрат нитрата церия(III), нитрат аммония-церия(IV)). Показано, что природа предшественника влияет на текстурные и структурные характеристики образцов, их каталитическую активность в реакции пароуглекислотного риформинга метана и устойчивость к образованию углеродистых отложений. Установлен оптимальный состав предшественников (гексагидрат нитрата никеля(II), гексагидрат нитрата церия(III)), использование которых при синтезе катализатора Ce0.2Ni0.8O1.2/Al2O3 обеспечивает снижение среднего размера частиц Ni активного компонента (25 → 6.5 нм) и степени зауглероживания катализатора (2.9 → 0.5 %), высокий выход водорода (95 %) при 800 °С в реакции пароуглекислотного риформинга метана.
Для измерения теплопроводности образца Novec 7100 применялся стационарный метод коаксиальных цилиндров. Эксперименты выполнялись в интервале температур 350 - 385 K и давлений 0,12 - 0,21 МПа. Погрешность экспериментальных данных по теплопроводности составляла 1,5 - 2,5 %, погрешности измерения температуры и давления не превышали 0,05 K и 4 кПа соответственно. Получено обобщающее уравнение для расчета теплопроводности в зависимости от давления и температуры. Определена теплопроводность в идеально-газовом состоянии. Выполнено тестирование ранее разработанного подхода к прогнозированию теплопроводности на основе одного измерения.
М.И. Седаева 1Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН - обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия msedaeva@ksc.krasn.ru
Ключевые слова: Forsythia ovata, Fraxinus mandshurica, Fraxinus pennsylvanica, сезонное развитие, зимостойкость, репродуктивная способность, показатели семян
Страницы: 83-90
Современный климат юга Средней Сибири позволяет произрастать здесь многим инорайонным древесным растениям, которые широко используются в озеленении городов и поселков, при создании защитных лесных насаждений, а также в научно-просветительских целях. Поэтому регулярное подведение итогов интродукции растений имеет большую практическую ценность. Исследование посвящено интродукции двух восточноазиатских (форзиция яйцевидная ( Forsythia ovata Nakai) и ясень маньчжурский ( Fraxinus mandshurica Rupr . )) и одного североамериканского вида (ясень пенсильванский ( Fraxinus pennsylvanica Marsh.)) из семейства маслиновые (Oleaceae) в дендрарии Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН в Академгородке г. Красноярска. Установлено, что представители этих видов проявили здесь высокую зимостойкость - их побеги не повреждаются ни в зимний период, ни во время весенних заморозков. В условиях интродукции данные растения сохраняют жизненную форму, характерную для них в природных местообитаниях: в 40 лет кусты форзиции яйцевидной имеют высоту 1.5-2 м, деревья ясеня пенсильванского - 9-13 м, ясеня маньчжурского - до 8 м. У растений ясеня маньчжурского отсутствует фаза цветения, форзиция яйцевидная и ясень пенсильванский проходят все фазы сезонного развития. В статье, на основе 16-летних наблюдений, приведены сроки прохождения основных фенологических фаз и суммы эффективных температур на начало цветения и роста побегов этих видов. Растения форзиции яйцевидной и ясеня пенсильванского успешно цветут и плодоносят, образуя семена высокого качества (жизнеспособность 79-91 %). Можно рекомендовать выращивать посадочный материал этих высокодекоративных видов из семян местной репродукции для более широкого использования в зеленом строительстве в Красноярске.
"А.М. Красюк1,2, Е.Ю. Русский1,2, Н.В. Панова1,2, Т.И. Иргибаев3"
"1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия krasuk@cn.ru 2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия 3Казахский национальный исследовательский технический университет имени К. И. Сатпаева, Алматы, Казахстан tuleukhan@mail.ru"
Ключевые слова: Корпус рабочего колеса, осевой вентилятор, ANSYS, оптимальность, прочность, напряжения, конструктивные параметры
Страницы: 99-107
Приведены результаты оптимального проектирования рабочих колес осевых вентиляторов главного проветривания шахт с использованием критериев: минимум массы и соблюдение требуемого уровня напряжения на узлах. Обоснована конструкция однодискового рабочего колеса. Для высокопроизводительных вентиляторов, имеющих окружную скорость по концам рабочих лопаток 200 - 220 м/с, решена задача топологической оптимизации по распределению материала в однодисковом рабочем колесе. Определены зависимости конструктивных параметров элементов рабочего колеса от частоты вращения ротора вентилятора. Топологическая оптимизация выполнена в программном комплексе ANSYS на основе метода SIMP.
"О.Г. Глотов1,2, И.В. Сорокин1, А.А. Черемисин1"
"1Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, Новосибирск, Россия glotov@kinetics.nsc.ru 2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия"
Ключевые слова: смесевое топливо, алюминий, модель агломерации, карман, размер агломерата
Страницы: 91-97
Для оценки размера агломератов металла при горении смесевого твердого топлива предложена тетраэдрическая модель структуры, согласно которой частицы окислителя располагаются в вершинах правильного тетраэдра, а внутренний объем пирамиды занят смесью горючего-связующего и металла - так называемый «карман». Представлено сравнение экспериментальных данных с результатами расчета по тетраэдрической модели, модели Коэна, а также с эмпирическими корреляциями Гермсена, Салиты, Бекстеда, Григорьева, Дютерка. Сравнение проведено на примере смесевого топлива, содержащего перхлорат аммония, связующее и алюминий. Показано, что тетраэдрическая модель в ряде случаев лучше предсказывает диаметр агломератов, чем другие модели.
Настоящая работа продолжает цикл экспериментальных исследований флуктуаций параметров оптических волн на протяженных трассах. Изучаются возможности применения системы адаптивной оптики для фокусировки лазерного излучения на протяженных трассах в атмосфере. Представлена и описана система адаптивной оптики, входящей в состав гибридной системы, обеспечивающей фокусировку лазерного пучка излучения на протяженной атмосферной трассе. Система фокусировки на основе датчика волнового фронта Шэка-Гартмана, деформируемого управляемого зеркала и корректора наклонов волнового фронта реализует алгоритм фазового сопряжения по сигналу от точечного опорного источника. Полученные результаты показывают как возможности, так и ограничения для эффективной работы системы на протяженной турбулентной трассе.
Ю.М. Приходько, А.А. Сидоренко, А.С. Шмаков, А.М. Шевченко, А.М. Сорокин, А.А. Богданов, А.Н. Шиплюк
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия prih@itam.nsc.ru
Ключевые слова: обледенение, проектирование аэродинамической трубы, аэроклиматическая труба
Страницы: 85-96
Представлено описание малой климатической аэродинамической трубы, разработанной в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН и предназначенной для исследования процессов обледенения. Использование такой трубы позволяет не только изучать физику процесса обледенения, но и отрабатывать методы противообледенительной защиты, проводить валидацию численных методов расчета процессов обледенения и др.
Д.А. СОКОЛОВ1, С.В. МОРОЗОВ2, Т.Г. ПЧЕЛЬНИКОВА2, Н.А. СОКОЛОВА1 1Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Новосибирск, Россия sokolovdenis@issa-siberia.ru 2Новосибиркий институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН, Новосибирск, Россия morozov@nioch.nsc.ru
Ключевые слова: отвалы угольных месторождений, источники полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), органические поллютанты, эмбриозем
Страницы: 700-711
Оценено содержание и состав 19 приоритетных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в породах и почвах отвалов, произрастающих на них грибах (Verpa bohemica и Suillus luteus), а также инфильтрационных и снеготалых водах территории Горловского антрацитового месторождения. Показано, что основным источником ПАУ в компонентах техногенных и прилегающих природных ландшафтов месторождения выступают тонкодисперсные частицы угля и продукты его трансформации непирогенной природы. Поступление ПАУ в компоненты окружающей среды происходит за счет: 1) пылевых выпадений вблизи автодороги, по которой транспортируется добываемый уголь; 2) трансформации включений антрацита в верхних горизонтах углесодержащих почв отвалов; 3) миграции продуктов трансформации с инфильтрационными водами. Отличительной особенностью состава ПАУ в пробах исследуемых объектов является преобладание легких ПАУ (ЛПАУ) в породах и углях и тяжелых ПАУ (ТПАУ) в инфильтрационных и снеготалых водах. В составе полиаренов пород доминируют PHE (фенантрен) > FLT (флуорантен) > NAP (нафталин), вод - FLT > PYR (пирен) > CHR (хризен). Состав ПАУ почв находится в зависимости от наличия включений угля. Для углесодержащих почв преобладающими полиаренами являются FLT > PYR > PHE = CHR. С глубиной в почвах состав ПАУ меняется и приближается к составу почвообразующих пород. Грибы обладают избирательной способностью к поглощению ПАУ. Независимо от наличия угля в почвах, на которых произрастают грибы, преобладающими соединениями для V. bohemica являются FLT, а для S. luteus - PHE. По результатам анализа главных компонент, а также корреляции приоритетных индексов ПАУ с их общим содержанием и содержанием канцерогенных полиаренов установлено, что для оценки техногенных источников, связанных с добычей и транспортировкой антрацита, наиболее репрезентативными являются соотношения PHE/(PHE + CHR) и ΣЛПАУ/ΣТПАУ.
"В.А. Голубцов1, А.А. Черкашина1, Ю.В. Вантеева1, Н.Н. Воропай1,2, С.М. Турчинская3"
"1Институт географии им. В. Б. Сочавы СО РАН, Иркутск, Россия tea_88@inbox.ru 2Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Томск, Россия 3Институт географии РАН, Москва, Россия"
Ключевые слова: экология почв, δ13С, оборот углерода, юго-западное Прибайкалье
Страницы: 854-871
Представлен анализ внутрипочвенных и пространственных вариаций состава стабильных изотопов углерода органического вещества почв для выявления основных факторов, определяющих динамику органического углерода в горно-котловинных условиях Прибайкалья. Органическое вещество исследуемых почв характеризуется значениями δ13С от -29,6 до -24,9 ‰. Изменения значений δ13С в высотном профиле хорошо соотносятся со сменами ландшафтов и отражают влияние климатических факторов на дискриминацию13С в ходе фотосинтеза С3-растений. Наиболее тяжелым составом стабильных изотопов углерода характеризуются почвы подгольцовых и степных ландшафтов. В таежных почвах наблюдается снижение доли тяжелых изотопов. Анализ различий интенсивности оборота углерода, выраженной через наклон линейной регрессии (β) значений δ13С от содержания общего углерода в почве, изменяющихся с глубиной, дает основание предполагать сниженную интенсивность оборота углерода в почвах степей и подгольцового пояса в силу лимитированности данных почв по условиям влаго- и теплообеспеченности соответственно. В условиях таежных ландшафтов при более благоприятном соотношении температур и увлажнения динамика органического вещества почв контролируется преимущественно качественным составом опада и доступностью азота.
Представлены результаты исследования пространственного распределения концентрации метана в поверхностной воде оз. Байкал в весенний период. Основой послужили данные измерений, которые впервые были проведены в режиме круглосуточной непрерывной регистрации содержания СН4 по всей трассе прохода исследовательского судна в комплексных экспедициях ЛИН СО РАН в весенние сезоны 2013, 2016, 2017, 2018, 2021, 2022 гг. По результатам шести экспедиций сформирован объединенный массив данных из 12100 сегментов (шаг 0,005° по широте и 0,01° долготе), суммарная площадь которых составила 4466,7 км2, или 14% от поверхности оз. Байкал. Расчет статистических характеристик был осуществлен в четырех зонах: между изобатами 0 и 100 м, 100 и 200 м, 200 и 400 м, свыше 400 м. Проведенное сравнение значений концентраций метана в анализируемом массиве с данными других исследователей, полученными в разные годы на близких участках акватории, позволило заключить, что представленные в работе результаты адекватно отражают наиболее устойчивые особенности пространственной картины распределения концентрации СН4 в поверхностной воде оз. Байкал в весенние сезоны.
"В.П. Попов1, В.А. Антонов1, В.А. Володин1, А.В. Мяконьких2, К.В. Руденко2, В.А. Скуратов3"
"1Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, Новосибирск, Россия popov@isp.nsc.ru 2Физико-технологический институт им. К. А. Валиева РАН, Москва, Россия amiakonkikh@gmail.com 3Объединённый институт ядерных исследований, Дубна, Россия skuratov@jinr.ru"
Ключевые слова: водородный перенос, кремний-на-сапфире, диоксид гафния, межслойные механические напряжения, сегнетоэлектричество, быстрые тяжёлые ионы
Страницы: 94-103
Приведены результаты по изменению параметров псевдо-МОП-транзисторов на мезаструктурах кремний-на-сапфире (КНС) при облучении быстрыми тяжёлыми ионами (БТИ) Xe+26 (150 МэВ) и Bi+51 (670 МэВ) до флюенса 2 ⋅ 1011 см-2, свидетельствующие о накоплении механических напряжений и зарядов в промежуточных сегнетоэлектрических (Fe) слоях плёнок HfO2 (HO) толщиной 20 нм, Hf0,5Zr0,5O2 (HZO), ламинированных вставками из монослоёв Al2O3 (HA, HZA) или без них. Гетероструктуры КНС формировались прямым сращиванием и водородным переносом плёнки кремния (500 нм) с предварительно нанесёнными методом плазменно-стимулированного атомно-слоевого осаждения нанослоями HA, HZA на сапфир. Электрофизические параметры определялись из стокозатворных характеристик ( Ids-Vg ) псевдо-МОП-транзисторов c вольфрамовыми сток/истоковыми электродами толщиной 100 нм, нанесёнными магнетронным напылением на КНС-мезаструктуры через литографическую маску. Сравнение этих характеристик с данными рамановского рассеяния показало соответствие введённых облучением БТИ механических напряжений сжатия в кремнии с отношениями объёмов треков Xe и Bi в сегнетоэлектрике HA и сапфире.
Дальний Восток России выполняет для национальной экономики функцию «контактной зоны» со странами АТР. При прочих равных условиях эффективная реализация потенциала российского Дальнего Востока возможна при снижении различных барьеров, сдерживающих торгово-экономические взаимодействия этого макрорегиона с зарубежными рынками. В текущих обстоятельствах увеличения экзогенных барьеров для национальной экономики в целом создаются предпосылки для отклонения торговых потоков Дальнего Востока России в пользу КНР, что генерирует негативные эффекты вынужденной привязки к одному зарубежному рынку.
Г.Ф. Антонова, В.В. Стасова, А.С. Морозов, С.В. Жила, О.Н. Зубарева
"Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН - о бособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия antonova_cell@mail.ru"
Ключевые слова: Pinus sylvestris L, низовой пожар, ксилема, флоэма, структура, клетки
Страницы: 108-118
Изучено влияние природного низового пожара разной интенсивности на ростовые процессы в стволах взрослых деревьев сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L . ), растущих в естественном насаждении Красноярской островной лесостепи. Первичной реакцией является уменьшение числа клеток в зонах, отвечающих за формирование и развитие клеток флоэмы и ксилемы - камбия, роста растяжением и вторичного утолщения стенок при поражении ствола огнем. Тепловое воздействие вызывает снижение влажности развивающихся слоев флоэмы и ксилемы, что изменяет условия морфогенеза их клеток и приводит к сокращению числа клеток, произведенных камбием, во флоэме и в слое ранней ксилемы. В постпирогенный период изменяется структура проводящих путей (ширина лучей и их содержание), отвечающих за приток фотоассимилятов к развивающимся тканям. Ширина лучей во флоэме и ксилеме увеличивается. Содержание лучей в ксилеме тоже увеличивается с повышением степени поражения. Во флоэме содержание лучей повышается при средней степени поражения ствола и снижается при усилении степени повреждения. Одновременно во флоэме увеличивается содержание аксиальной паренхимы. В лучевой и аксиальной паренхиме луба в зависимости от степени поражения стволов пожаром меняется содержание крахмала, который служит запасным пулом углеводов для ростовых процессов. В конце ростового сезона число клеток в сформированном слое проводящей флоэмы уменьшается с повышением степени повреждения ствола огнем. Объем лучевой системы (ширина лучей и их содержание), напротив, значительно увеличивается при усилении воздействия пожара. В ксилеме как следствие пожара образуется меньше ранних и поздних трахеид, сокращаются их размеры, снижается количество биомассы, накопленной в клеточных стенках. В октябре после окончания ростовых процессов крахмал в паренхиме луба отсутствует.
Представлены результаты оценки обогатимости железных руд Яковлевского месторождения Курской магнитной аномалии с применением различных методов крупнокускового обогащения: магнитного, гравитационного, рентгенорадиометрического. Детальное изучение проводилось на материале класса крупности - 100 + 25 мм, содержащем 25 - 45 % Feобщ, 3 - 35 % Feмагн и требующем обогащения. Установлено, что эффективное разделение исходной рудной массы на рудный и породный продукты обеспечивается посредством рентгенорадиометрического метода кускового предварительного обогащения на классе крупности - 50 + 25 мм. При значении аналитического параметра, равного 2, обеспечивается повышение содержания Feобщ в рудном продукте в 1.18 раза при его потерях 5.52 %.
Д.А. Бушнев1, Н.С. Бурдельная1, С.М. Снигиревский2,3, П.А. Безносов1,4, О.С. Котик1, Н.В. Пронина5, А.А. Гринько6 1Институт геологии им. академика Н.П. Юшкина ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия boushnev@geo.komisc.ru 2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия 3Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН, Санкт-Петербург, Россия 4Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия 5Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия 6Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
Ключевые слова: Уголь, углепродуценты, органическая геохимия, углеводороды-биомаркеры, ароматические углеводороды, верхний девон, Северный Тиман
Страницы: 164-183
Комплексно исследован состав древнейших углей Тимано-Североуральского региона, приводятся сведения об их углеводородном и микрокомпонентном составе. Показана связь углей с определенными растительными сообществами позднего девона Северного Тимана. В ряде образцов выявлено присутствие микро- и мегаспор и остатков растений, относящихся преимущественно к плауновидным рода Helenia ; образование гагатов связывается с древесиной археоптерисовых, относимых к роду Callixylon . Значения отражательной способности витринита и показатели Tmax, а также данные о распределении полициклических биомаркеров и метилфенантренов указывают на невысокий катагенез органического вещества углей. Для битумоида исследованных углей характерно доминирование стеранов и диастер-13(17)-енов состава С28 и С29. Идентифицированы дитерпаны: биеран, 16α(H)-кауран и 16β(H)-кауран и 16α(H)-атисан при отсутствии филокладана.
Ю.Н. Дмитриева
Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, Иркутск, Россия yuliya.dmitr@mail.ru
Ключевые слова: возрастная структура, трудоспособность, демографическая нагрузка, территориальная дифференциация, регионы Сибири
Страницы: 108-117
Рассматриваются динамика общей численности населения Сибири и изменения в возрастных группах по критерию трудоспособности. Акцентировано внимание на значительном сокращении численности населения трудоспособного возраста и росте численности в группе старше трудоспособного возраста. Проанализирована динамика коэффициентов трех видов демографической нагрузки: потенциальной (детьми), пенсионной и общей - за двадцатилетний период. Показано, что с 2000 г. коэффициенты потенциальной нагрузки по территории Сибири выросли на 16 %, пенсионной нагрузки - на 23 %. Выявлены значительные территориальные диспропорции в коэффициентах общей демографической нагрузки, разница между минимальным и максимальным значением в разрезе регионов составляет 1,5 раза. Установлено, что минимальные нагрузки характерны для Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов как центров притяжения молодого трудоспособного населения; максимальные величины демографической нагрузки зафиксированы в регионах с высокой долей детей в структуре населения - в республиках Тыва и Алтай, а также в регионах, характеризующихся старением населения, - в Алтайском крае, Омской и Кемеровской областях. Рассматривается проблема демографического потенциала регионов через показатель значения потенциальной демографической нагрузки. Максимальное превышение нагрузки детьми над нагрузкой пенсионерами (на 67 %) выявлено в Республике Тыва. Максимальное превышение нагрузки пенсионерами над нагрузкой детьми (на 43 %) отмечено в Алтайском крае. Подчеркивается влияние региональных социально-экономических факторов на формирование показателя демографической нагрузки: уровня рождаемости и смертности, миграционной активности, притока трудоспособного населения, старения населения.
О.К. Камынина1, С.Г. Вадченко2, И.Д. Ковалев2, Д.В. Прохоров1 1Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН, Черноголовка, Россия kamynolya@gmail.com 2Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, Черноголовка, Россия
Ключевые слова: самораспространяющийся высокотемпературный синтез, горение, слоистые композиционные материалы, реакционные ленты, Ti, Hf, Ta, металлокерамика
Страницы: 100-109
Экспериментально исследовано формирование соединений фольг тугоплавких металлов (Ti, Hf, Ta, Ni) с керамическими слоями, образующимися в результате горения реакционных лент, прокатанных из порошковых смесей (Ti + 0.65C, Ti + 1.7B и 5Ti + 3Si). Микроструктура, элементный и фазовый составы многослойных композитов, полученных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, изучены методами растровой электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа. Выявлено влияние условий синтеза (начальной температуры, приложенного давления) и исходной структуры образцов на скорость распространения фронта волны горения, микроструктуру, фазовый состав и прочностные характеристики полученных слоистых материалов. Показано, что соединения в режиме горения между металлическими фольгами и реакционными лентами, прокатанными из порошковых смесей, обеспечиваются за счет реакционной диффузии, взаимной пропитки и химических реакций, протекающих в реакционных лентах и на поверхности металлических фольг. Прочностные характеристики полученных материалов (до 275 МПа при 25 °C, до 72 МПа при 1 100 °C) определены по схеме трехточечного нагружения. Результаты представляют интерес для разработки конструкционных материалов, работающих в экстремальных условиях.
Т.В. Сумская
"Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН, Новосибирск, Российская Федерация stv@ieie.nsc.ru"
Ключевые слова: местный бюджет, муниципальные образования, расходы местных бюджетов, отраслевая структура расходов, дефицит бюджета, профицит бюджета, бюджетная политика
Страницы: 164-181
В работе проведен анализ направлений использования бюджетных средств органов местного самоуправления, позволивший выявить основные статьи их расходов. Данное исследование нацелено на выявление основных направлений расходов местного самоуправления для разного типа муниципальных образований, на определение достаточности средств, выделяемых на социально значимые направления. Общую ситуацию с точки зрения достаточности финансовых ресурсов позволили охарактеризовать результаты расчетов как основных направлений расходных обязательств, так и совокупных расходов в постоянных ценах. Анализ структуры бюджетных расходов для разных типов муниципальных образований позволил выявить основные расходные составляющие в местных бюджетах различного типа. Результаты выполненного анализа будут полезны для определения направлений совершенствования бюджетно-налоговой политики с целью достижения необходимого уровня расходов по важнейшим социально значимым направлениям.
Б.Ф. Бояршинов
"Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия boyar@itp.nsc.ru"
Ключевые слова: кинетическое и диффузионное реагирование, тепловыделение, скорость образования продуктов сгорания, процессы переноса, комбинационное рассеяние
Страницы: 1147-1157
В работе исследуется переход от кинетического к диффузионному горению с применением оптических методов диагностики. Получены экспериментальные данные о полях температуры, составе и скорости движения газа вблизи передней кромки пламени водорода, истекающего из щели 2×20 мм в воздух. Методом балансов в уравнениях переноса энергии, импульса и вещества получено распределение скорости образования продуктов сгорания, интенсивности тепловыделения и давления. Показано, что при переходе к диффузионному горению тепловыделение по длине пламени снижается медленней, чем скорость образования воды.
На примере прибрежных вод Черного моря в районе г. Севастополя в 2022-2023 гг. проведено исследование сезонной изменчивости вертикального распределения концентрации хлорофилла а (Tchl- a ), спектральных показателей поглощения света всеми оптически активными компонентами (ОАК) водной среды и спектральных характеристик света. Показано, что Tchl- a в зоне фотосинтеза была минимальна зимой (0,66 мг/м3) и максимальна весной (3,57 мг/м3). Установлено доминирование относительного вклада окрашенного растворенного органического вещества в общее поглощение света на длине волны 438 нм во все исследуемые сезоны. Отмечено, что относительный вклад фитопланктона в общее поглощение света всеми ОАК на длине волны 438 нм был наибольшим в летнее время. Доказано, что увеличение общего поглощения света взвешенным и растворенным органическим веществами приводило к сужению зоны фотосинтеза и изменению спектрального состава света в море. Вертикальное распределение Tchl- a и ОАК было обусловлено гидрофизическими характеристиками вод.
Рассмотрена территориальная неоднородность населения птиц Северной Евразии в границах СССР на 1990 г. Обсуждается опыт районирования как один из способов обобщения зоогеографической информации, метод ее анализа и разработки основы для картографирования. По результатам кластерного анализа обширного материала выявлены тренды неоднородности орнитокомплексов и определяющие их природно-географические режимы, т. е. пространственно-типологическая структура и организация населения птиц, оценена сила и общность связи изменчивости среды и сообществ птиц в первой половине лета. С помощью линейной качественной аппроксимации матриц сходства (одного из методов регрессионного анализа) рассчитана интегральная информативность полученных представлений (снятая классификацией и структурой дисперсия матрицы сходства и множественный коэффициент их корреляции). Эти показатели характеризуют существенность полноты объяснения территориальных различий населения птиц. Составлена карта сообществ птиц исследованной территории. Результаты исследования имеют не только познавательный интерес, но и прикладное значение. Они могут быть использованы в природоохранных целях и в процессе преподавания географических и биологических дисциплин. Использованные статистические программы разработаны сравнительно недавно специально для анализа данных по территориальной неоднородности животного населения. Они хорошо апробированы и показали высокую степень корректности и надежности при обработке материала по наземным и водным беспозвоночным и позвоночным, а также по лишайникам, грибам и цветковым растениям. Все карты, графы, оценки их информативности выполнены для исследуемой территории впервые.
Тугайные экосистемы речных долин пустынной зоны являются одним из наиболее пострадавших и угрожаемых типов. В нижнем течении р. Амударьи тугайная растительность сохранила наибольшие площади в Узбекистане. Здесь располагаются крупнейшие массивы тополевых лесов. Для оценки их современного состояния проведен анализ 284 геоботанических описаний тугайных сообществ низовий Амударьи. Для каждого из них определялось положение на экологических градиентах с использованием экологических шкал растений. Показано, что наибольший разброс описаний наблюдается по отношению к фактору увлажнения - от 17-й до 97-й ступени, он заметно меньше для факторов пастбищной дигрессии (2,5-6,5) и засоления почв (16,1-19,5). Для выявления связей видового состава сообществ и экологических факторов проведена CCA-ординация и выделены группы описаний, представляющие фоновую тугайную растительность и три экологических ряда, связанных с факторами засоления, увлажнения и антропогенной нагрузкой. Соответственно этому выделено четыре обобщенных типа сообществ, различающихся по видовому составу, флористическому богатству и структуре фитоценозов. Для них с использованием формализованных критериев по показателям встречаемости и активности выделены индикационные виды растений. Определены закономерности изменения видового состава и структуры сообществ (биоморфологические спектры) на анализируемых экологических градиентах. Показано, что наиболее активным процессом в условиях прогрессирующего опустынивания является галофитизация тугайной растительности, проявляющаяся в смене тугайных тополевников на гребенщиково-карабораковые (Halostachys belangeriana, Tamarix hispida) сообщества. В результате интенсивного антропогенного воздействия происходит трансформация растительности, в ходе которой увеличиваются разнообразие и активность рудеральных однолетних растений.
А.А. Черевко1, Т.С. Шарифуллина1, В.А. Панарин2 1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия cherevko@mail.ru 2Медицинский центр Дальневосточного федерального университета, Владивосток, Россия p0203@mail.ru
Ключевые слова: двухфазная фильтрация, гидравлическая аналогия, схема CABARET, оптимальное управление, метод роя частиц, артериовенозная мальформация, эмболизация
Страницы: 104-118
Предложен подход к моделированию гемодинамики в артериовенозной мальформации и ее сосудистом окружении при проведении нейрохирургической операции по эмболизации. Данный подход основан на сопряжении фильтрационной модели течения крови и эмболического агента внутри патологии с гидравлическим приближением для окружающих патологию сосудов. Математически модель описывается системой интегродифференциальных гиперболических уравнений. Для определения параметров и функций, входящих в модель, используются реальные клинические данные пациентов. На основе модели поставлена и численно исследована в специальном классе управлений задача об оптимальном управлении многоэтапной эмболизацией. Найдены оптимальные режимы эмболизации, для которых расчетные данные хорошо согласуются с клиническими. Предложенный подход может быть использован для разработки предоперационных рекомендаций об оптимальной тактике хирургического вмешательства
М.А. УСАЧЕВА1,2, С.П. СМЫШЛЯЕВ1,2, В.А. ЗУБОВ2,3, Е.В. РОЗАНОВ2,4 1Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия usa4eva.m@mail.ru 2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия smyshl@rshu.ru 3Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова, Санкт-Петербург, Россия v_zubov@rambler.ru 4Davos Physico-Meteorological Laboratory and the World Radiation Center PMOD/WRC, Davos-Dorf, Switzerland eugene.rozanov@pmodwrc.ch
Ключевые слова: численное моделирование, стратосферный озон, озоноразрушающие вещества, изменения климата, Монреальский протокол, солнечная активность, стратосферный аэрозоль
Страницы: 158-162
Для оценки относительного вклада основных химических и физических процессов в наблюдаемую изменчивость климата и газового состава атмосферы в 1980-2020-х гг. проведены численные эксперименты с химико-климатической моделью SOCOLv3. Исследовались следующие факторы, определяющие изменчивость основных климатических характеристик: изменение содержания озоноразрушающих субстанций; изменения концентраций парниковых газов, температуры поверхности океана и площади морского льда; вариации солнечной активности; изменение содержания атмосферного аэрозоля. Для оценки относительной роли данных факторов были проведены расчеты по сценариям с учетом каждого фактора по отдельности, а также базовый модельный эксперимент по сценарию, учитывающему все факторы одновременно. По результатам численных экспериментов выявлен относительный вклад разных факторов в изменения температуры тропосферы и нижней стратосферы, а также содержания озона с 1980 по 2020 г. Результаты модельных расчетов сопоставлялись с данными спутниковых измерений SBUV.
Построено полуэмпирическое уравнение состояния висмута с учетом пяти твердых фаз, жидкости, испарения и термической ионизации. Результаты модельных расчетов удовлетворительно согласуются с данными статических и динамических экспериментов в области давлений от атмосферного до ≈1 ТПа и температур от комнатной до ≈105 K.
Изучены кинетика и механизм реакции выделения водорода на MoSi2-электроде в растворах x M H2SO4 + (0.5-x) M Na2SO4 (x = 0.50, 0.35, 0.20). Катодные поляризационные кривые MoSi2 в исследованных растворах характеризуются тафелевским участком с наклоном, равным (-0.070)±0.002 В. Порядок реакции катодного процесса по ионам водорода при потенциалах тафелевской области составляет ~1.0; производная электродного потенциала при изменении кислотности электролита равна ~0.072 В. Спектры импеданса MoSi2-электрода в изученном диапазоне потенциалов имеют вид полуокружности, расположенной в емкостной полуплоскости, с центром в области положительных значений мнимой составляющей импеданса; в области наиболее высоких частот на графиках импеданса регистрируется короткий прямолинейный участок, свидетельствующий о присутствии пор в поверхностном слое электрода. Для описания реакции выделения водорода на MoSi2 использована эквивалентная электрическая схема, фарадеевский импеданс которой состоит из последовательно соединенных сопротивления переноса заряда (R1) и параллельной R2C2Zd-цепочки, отвечающей за адсорбцию атомарного водорода на поверхности и его диффузию вглубь материала электрода. Эквивалентная схема также включает сопротивление раствора (Rs) и импеданс емкости двойного электрического слоя, который моделируется элементом постоянной фазы СРЕ1. Показано, что реакция выделения водорода на дисилициде молибдена в сернокислом электролите протекает по маршруту разряд - рекомбинация с квазиравновесной стадией разряда при выполнении логарифмической изотермы Темкина для адсорбированного атомарного водорода. Реакция выделения водорода осложнена процессом абсорбции водорода, протекающим в режиме твердофазно-диффузионной кинетики.
В работе рассматривается методика восстановления изображений с беспилотного летательного аппарата (БПЛА), искажённых смазом. Восстановление изображений происходит с использованием функции рассеяния точки (ФРТ), вычисленной исходя из априорной информации об основных параметрах полёта и фотографирования, а также физических свойств используемой оптической системы. При обработке изображений используются известные методы, такие как восстановление по методу Винера, Люси - Ричардсона, Тихонова и слепой деконволюции.
М. Амин1, С. Судибио1, Д.К. Биравидха1, К. Иснугрохо1, Ф. Бахфи1, С. Сяфриади2, С. Септиана2, Б.Д. Ерлангга3 1Исследовательский центр горнодобывающих технологий, Лампунг, Индонезия fathanbahfie@gmail.com 2Университет Лампунга, Бандар-Лампунг, Лампунг, Индонезия 3Исследовательский центр геотехнологий, Бандунг, Индонезия
Ключевые слова: Каолин, базальт, амортит, геополимерный бетон, характеристики, прочность на сжатие, плотность бетона
Страницы: 111-117
Изучено влияние содержания каолина и базальта на характеристики геополимерного бетона (образцы K1 - K5). Время сушки образцов в форме куба составляло 4 ч при температурах 40, 50 и 60ºC, образцов в форме цилиндра - 9 ч при температуре 70 и 90 ºС. Наиболее прочным геополимером оказался образец K4 в форме цилиндра, высушенный при температуре 90 ºС, прочность которого составила 8.075 МПа. Плотность образца K2 в форме куба, высушенного при температуре 60 ºС, находилась в диапазоне 1.26 - 1.94 г/см3. Доминирующими соединениями в геополимерном бетоне являются кремниево-алюминиевые соединения, также в бетоне сформировались фазы кварца, анортита и мусковита.
Д.В. Кравченко
Институт философии Национальной академии наук Беларуси, Минск, Республика Беларусь kravchenkod94@yandex.by
Ключевые слова: высшее образование, университет, образовательный кластер, экосистемный подход, инновационно-образовательная экосистема, треки инновационного развития
Страницы: 161-183
В статье предложен экосистемный подход как основание методологии проектирования университетского образовательного кластера в условиях становления инновационного общества. Онтология развития университетских образовательных структур представлена в виде саморазвивающейся кластерной системы, принципы функционирования которой моделируются на основе экосистемного подхода. Принципы проектирования реструктуризации системы университетского образования представлены на двух уровнях: университет и его развивающаяся структура моделируются в виде трансдисциплинарной кластерной системы, а структурно-функциональная динамика репрезентируется в виде самоорганизующейся системы, адаптирующейся к изменяющейся внешней среде. Методология решения проблемы раскрывается посредством ключевых концептов и методов: цели и назначения экосистемы, процесса основной деятельности, структуры экосистемы и ее элементов, образовательной среды, системы управления, продукта экосистемы, а также процесса становления и саморазвития образовательных структур экосистемы как социокультурного феномена.
Методом Винера — Хопфа получено аналитическое решение задачи о колебаниях упругой полубесконечной плавающей пластины при колебаниях участка дна, вызванных землетрясением. В явном виде получено решение без учета инерционного члена. Проведено численное исследование амплитуд поверхностных волн и прогиба ледяной пластины от частоты и положения колеблющегося участка дна, толщины льда и глубины жидкости.
Н.М. Воловская, Л.К. Плюснина
"Новосибирский государственный университет экономики и управления «НИНХ», Новосибирск, Российская Федерация n.m.volovskaya@nsuem.ru"
Ключевые слова: самозанятость, самозанятый гражданин, предпринимательство, индивидуальные предприниматели, форма неустойчивой занятости
Страницы: 157-170
В статье рассмотрены теоретические подходы к определению понятия «самостоятельная занятость» как особого вида занятости со своими формами проявления, как предпринимательство, как форме экономической активности индивида, как особому укладу в многоукладной экономике, как социально-экономическому явлению, как феномену, способному привести к интеграции интересов общества и человека и другие. Высказано предположение, что только комплексное рассмотрение особенностей самозанятости, ее генетических оснований, качеств, свойств и форм проявления позволит дать обоснованное авторское понимание самозанятости.
На основе решения ячеечной задачи теории упругости проведен анализ основных типов деформирования связующего, перекрестно армированного волокнами композита. Показано, что все предсказанные ранее возможные типы локального деформирования связующего волокнистого композита выявляются в численных решениях ячеечной задачи теории осреднения. Локальное напряженно-деформированное состояние связующего существенно зависит от формы поперечного сечения волокон. В случае волокон с квадратным поперечным сечением возможна оценка напряженно-деформированного состояния с помощью явных формул, в то время как для волокон с сечениями другой формы для расчета напряженно-деформированного состояния необходимо использовать компьютер
Ю.В. Вантеева1, М.Ю. Опекунова1,2, В.А. Голубцов1 1Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, Иркутск, Россия ula.vant@mail.ru 2Иркутский государственный национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия opek@mail.ru
Ключевые слова: пойменно-русловой комплекс, морфодинамический тип русла, ландшафтно-геоморфологическое картографирование, пространственная структура, динамика геосистем
Страницы: 110-121
В преобразовании рельефа Предбайкалья важную роль играют флювиальные процессы. Одним из значимых индикаторов динамического состояния флювиальных систем является структура долинных геосистем, исследованию которой в Предбайкалье уделяется недостаточно внимания. По данным комплексных полевых работ и ортофотосъемки с помощью БПЛА выполнено крупномасштабное картографирование долинных геосистем р. Китой в разных геодинамических обстановках, проанализированы особенности их пространственной структуры и динамики. Установлено, что геоморфологическое строение территории, определяющее скорости русловых деформаций и интенсивность склоновых процессов, существенно влияет на развитость долинных геосистем и их пространственную структуру. Самую сложнопостроенную структуру имеет участок долины р. Китой, формирующейся в равнинной части бассейна. В горной части наблюдается фрагментированность развития отдельных морфологических элементов долины и меньшее разнообразие элементарных геосистем. По результатам анализа сукцессионных смен почвенно-растительного покрова на разных морфологических элементах долины определены основные этапы развития долинных геосистем и получены количественные характеристики основных индикаторов стадий развития пойменных генераций и их динамического состояния. Для геосистем низкой и средней поймы долины р. Китой ведущим фактором формирования их пространственной структуры и динамики являются флювиальные процессы, за исключением высокогорной части бассейна, где они сглаживаются процессами криогенеза, и ряды сукцессионых смен почвенно-растительного покрова идентичны практически на всей протяженности долины. Геосистемы высоких пойм и низких террас, формирующиеся в условиях ослабленного влияния флювиальных процессов, в зависимости от смены высотных поясов имеют более выраженные черты горной и подгорной тайги.
"И.О. Рожкова-Тимина1,2, А.А. Зверев3,4, Л.Ф. Шепелева3"
"1Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, Сахалинский научноисследовательский институт сельского хозяйства, Южно-Сахалинск, Россия inna.timina@mail.ru 2Сахалинский государственный университет, Южно-Сахалинск, Россия 3Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия ibiss@rambler.ru 4Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, Новосибирск, Россия"
Ключевые слова: луг, растительность, Сахалин, фитоиндикация, экологические шкалы
Страницы: 317-328
Сахалинские луговые сообщества являются важной составляющей растительного покрова Дальнего Востока. Одним из способов познания экологии луговой растительности является использование фитоиндикационных шкал. Материалом исследования послужили 113 геоботанических описаний луговых сообществ южной части Сахалина. Была рассчитана матрица сходства описаний с использованием количественного индекса Брея-Кертиса для кластерного анализа с последующей классификацией луговых сообществ. Впервые проведена экологическая оценка луговой растительности южной части о. Сахалина с использованием шкал И. А. Цаценкина и Д. Н. Цыганова. В результате работы были выделены следующие луговые сообщества: естественные и сеяные внутриостровные тростниководвукисточниковые, сеяные внутриостровные разнотравно-злаковые, естественные прибрежные разнотравно-злаковые, естественные пойменно-прибрежные крупнотравные, естественные прибрежные волоснецовые, естественные внутриостровные орляковые, естественное внутриостровное полынное. Определено, что луговые сообщества юга о. Сахалин относятся к среднеувлажненным с господством эумезофитов и, реже, ксеромезофитов. Почвы даже на морских побережьях незасоленные, довольно богатые питательными элементами и при этом бедные либо достаточно обеспеченные азотом. Согласно расчетам, почвы под лугами кислые и слабокислые. Климат был определен преимущественно как суббореальный, с профицитом осадков. Что касается сельскохозяйственного использования лугов в качестве пастбищ и сенокосов, то на составе фитоценозов оно почти не сказывается, однако низкие показатели по шкале пастбищной дигрессии могут оказаться признаком нарушения сроков сенокошения. Обнаруженной особенностью сахалинских луговых сообществ оказалось то, что различные группы лугов, разные по местоположению и видовому составу, отображают очень схожие условия обитания.
Представлены результаты численного моделирования одного из наименее исследованных эксимерных лазеров - лазера на молекуле KrCl. Моделирование проводилось в 1D-приближении, где потоки лазерного излучения рассчитывались вдоль оптической оси между плоскопараллельными зеркалами, а система кинетических уравнений и уравнение Больцмана решались в каждом поперечном слое активной среды. Получено хорошее согласие теоретических данных с результатами работы KrCl-лазера серии EL. Численно показано влияние ширины разряда возбуждения на энергетические характеристики лазера. Предложенная модель и полученные оценки могут быть использованы как инструменты оптимизации начальных параметров при разработке более мощных лазерных установок.
"В.П. Ющенко, С.А. Литвиненко, Р.А. Мосейчук, А.Д. Иванова"
"Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия jwp7@mail.ru"
Ключевые слова: кольцевая антенная решётка, фокусировка монохроматического сигнала, сканирующее управление положением фокуса, реконструкция изображения с помощью сканирующего фокуса, антенная решётка из сегмента кольца
Страницы: 88-96
Теоретически исследованы свойства кольцевой антенной решётки путём моделирования. Цель этих исследований состоит в том, чтобы определить, до каких пределов можно уменьшить число элементов кольцевой антенной решётки. Этот вопрос имеет прикладное практическое значение. Уменьшение числа элементов антенной решётки упрощает технологию её изготовления. Путём моделирования представлено, что уменьшение элементов при сохранении диаметра кольцевой решётки не затрагивает её разрешающей способности, однако приводит к появлению вредных артефактов в виде колец на реконструированном изображении. Кроме того, показано, что вместо кольцевой антенной решётки можно использовать сегмент кольцевой решётки. Например, кольцо можно заменить полукольцом, при этом, если сохранён диаметр, то разрешающая способность изменится незначительно.
И.В. РУССКИХ, Е.Б. СТРЕЛЬНИКОВА
Институт химии нефти Сибирского отделения РАН, Томск, Россия rus@ipc.tsc.ru
Ключевые слова: пожар, кустарники, хромато-масс-спектрометрия, н-алканы, 10-нонакозанол
Страницы: 188-194
Методом хромато-масс-спектрометрии исследована динамика состава биомолекул листьев кустарников Caragana arborescens и Sorbus aucuparia, типичных для южно-таежной природно-климатической зоны, в процессе постпирогенного восстановления территории вблизи д. Головина Томской области через 3 месяца, 1 и 2 года после пожара. Идентифицированы ациклические органические соединения: н-алканы, жирные кислоты, н-алкан-2-оны, альдегиды, н-алканолы. В листьях S. aucuparia обнаружен длинноцепочечный насыщенный спирт 10-нонакозанол. В составе изопреноидных структур в листьях растений обнаружены алифатические дитерпеноиды - фитон и изомеры фитола, тритерпен - сквален, а также нафтеноароматические соединения - витамин Е (токоферол) и витамин K1 (фитанодион). В листьях S. aucuparia через 3 месяца и через 1 год после пожара наблюдаются повышенные содержания фитола и жирных кислот, которые уменьшаются до фоновых значений через 2 года. Содержание сквалена в листьях S. aucuparia, снизившееся в результате пожара, резко увеличивается на следующий год и остается на уровне, значительно превышающем фоновый, и через 2 года. Наибольшее влияние пожар оказал на длинноцепочечный спирт 10-нонакозанол, обнаруженный в большом количестве в листьях S. aucuparia. В результате пожара его содержание падает до следовых количеств с последующим небольшим ростом на следующий год и скачкообразным увеличением вплоть до фоновых значений через 2 года. В процессе двухлетнего постпирогенного восстановления наблюдаются изменения молекулярно-массового распределения ациклических соединений. В листьях S. aucuparia, отобранных через 3 месяца и 1 год после пожара, по сравнению с фоновыми участками наблюдается смещение распределения от более высокомолекулярных гомологов к менее высокомолекулярным н-алканам и н-альдегидам, а в C. arborescens - к н-алкан-2-онам. Через 2 года после пожара распределение ациклических соединений на постпирогенном участке становится близким фоновому.
За последнее десятилетие во многих странах мира достигнут значительный прогресс в управлении лесными ресурсами. Вместе с тем, различия в правовых системах и лесной политике создают определенные трудности на пути достижения общей цели - устойчивого управления лесами в глобальном аспекте. Цель данного исследования - анализ устойчивого использования лесных ресурсов путем сравнения лесного законодательства в различных правовых системах для получения примеров надлежащего управления и лесохозяйственных практик. В статье обсуждаются романо-германское (гражданское), англосаксонское, исламское и социалистическое лесные законодательства на примере правовых систем, применяемых в Германии, Канаде, Нигерии, Китайской Народной Республике и Турции. Лесные законы анализируются и обсуждаются на предмет определения понятия леса, типов собственности и вопросов лесозащиты. Сделан вывод, что различные правовые системы оказывают важное влияние на восприятие леса и площадь лесов. Подход к устойчивому развитию, закрепленный в Законе о лесах Китая, оказывает более положительное воздействие на леса по сравнению с законами других сравниваемых стран. Такое восприятие лесного законодательства может способствовать улучшению управления лесами и стать лучшим примером для остального мира.
С. Ляньмань1, Л. Юаньхао1, Я. Фэншо1, Л. Хунбинь2, М. Юфэй1, Л. На3, В. Хунян1, Я. Вэйтин1, Ц. Синьцзянь2 1Ляонинский университет, Шэньян, Китай leng19961116@163.com 2Компания “Inner Mongolia Yitai group Co.,Ltd”, Ордос, Китай 3Ляонинский технический университет, Фусинь, Китай
Ключевые слова: Поглощение энергии угольным образцом, удельный объем скважин, забой, горный удар, ударная нагрузка
Страницы: 136-146
Разработана экспериментальная установка для определения энергопоглощения при испытании образцов угля на ударное сжатие. Получена корреляционная зависимость между удельным объемом скважины в образце и уровнем поглощения их энергии. Установлено, что изменение расположения двух-трех скважин в образце оказывает малое влияние на уровень поглощения энергии. Выявлено, что в пробуренном образце за счет концентрации напряжений вокруг скважин образуется большое количество микротрещин. При этом трещины в образцах с несколькими скважинами соединяются друг с другом, преобразуя энергию удара в разрушение и повышая способность угля к энергопоглощению.
В проточной кольцевой камере диаметром 503 мм реализованы и исследованы режимы непрерывной многофронтовой детонации водотопливной эмульсии (вода - керосин ТС-1) при смешении ее с горячим воздухом, предварительно нагретым огневым способом в форкамере от 600 до 1 200 К. Наблюдали режимы с одной и двумя парами сталкивающихся волн в диапазоне удельных расходов воздуха через щель 600 ÷ 1 400 кг/(с · м2) при коэффициенте избытка горючего 0.53 ÷ 1.0. Частота вращения поперечных детонационных волн составляла 1.0 ± 0.1 кГц для одной пары детонационных волн и 2.4 ± 0.2 кГц для двух пар детонационных волн. При температуре воздуха до 800 К определен предел режимов непрерывной многофронтовой детонации по массовой доле воды в керосине - в диапазоне 0.38 ÷ 0.53. Показано, что увеличение содержания воды в водотопливной эмульсии снижает степень диссоциации продуктов детонации, а при высоких температурах воздуха (1 200 К) удельный импульс тяги возрастает и приближается к 2 150 с при учете импульса тяги холодных компонентов (без горения).
Е. Р. Буханов1,2, А. Д. Шефер2, А. В. Шабанов1, Ю. Л. Гуревич2, М. Н. Крахалев1 1Красноярский научный центр СО РАН, Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН, Красноярск, Россия k26tony@ya.ru 2Красноярский научный центр СО РАН, Красноярск, Россия shefer.ad@ksc.krasn.ru
Ключевые слова: фотонный кристалл, электронная микроскопия, оптическая микроскопия, флуоресцентная спектроскопия, численное моделирование одномерных фотонных кристаллов, Picea pungens Engelm
Страницы: 97-106
Предложен метод по отделению чистых пластин эпикутикулярного воска. Использование воды, способной глубоко проникать в восковые структуры под действием сил Ван-дер-Ваальса и расширяться при замерзании, позволяет быстро получить незагрязненные восковые пластины с нативной структурой без каких-либо сторонних химических примесей. С помощью сканирующей электронной микроскопии были получены снимки воска хвои ели голубой ( Picea pungens Engelm.). Определены его морфологические и структурные характеристики. Отличительной особенностью является наличие восковых нанотрубочек с характерными диаметром ~150 нм и длиной 3-5 мкм. Нанотрубочки лежат друг на друге стопками, образуя одномерную длиннопериодическую решетку. Проведены микроскопические наблюдения воска, сделанные в отраженном и прошедшем свете. Показано, что покрытие хвои ели голубой состоит из микрочастичек воска, обладающих структурным окрасом. В широком спектральном диапазоне отдельные частички изменяют цвет от синего до красного, как следствие, большие конгломераты частичек имеют белый цвет. Получены спектры флуоресценции хвои с нативным восковым покровом и той же самой хвои после удаления воска. При сравнении ширины линий флуоресценции на полувысоте хвоинки голубой ели с воском и без, выявлено влияние воскового слоя на время жизни возбужденных электронов в фотосистеме II, тем самым установлена связь между восковым покровом и процессом фотосинтеза. Методом трансфер матриц выполнены расчеты спектров пропускания для решетки, схожей с восковой структурой, хлоропластом и сочетанием восковой структуры с хлоропластом. В последнем варианте длинноволновая зона селективного отражения значительно шире, чем у отдельных случаев. При рассмотрении структуры, содержащей хлоропласт и эпикутикулярный воск, наблюдается небольшое расщепление стоп-зоны, как при наличии дефекта, что способствует высокой концентрации энергии в месте расщепления. Вследствии роста концентрации энергии увеличивается плотность фотонных состояний на соответствующих длинах волн. Этот эффект важен для фотосинтеза, поскольку, согласно золотому правилу Ферми, скорость реакции пропорциональна плотности фотонных состояний. Результаты расчетов находятся в хорошем согласии с экспериментальными спектрами.
Представлены результаты исследования сезонной динамики промерзания почвы, проводившихся с 2009 по 2023 г. на участке долины р. Оби в Ханты-Мансийском автономном округе - Югре (территория Среднего Приобья). На дaнном стационаре в пойме распространены аллювиальные дерново-глеевые почвы на сосново-сфагновом болоте торфяные верховые (олиготрофные), в сосновом заболоченном лесу развиваются торфяно-глеевые почвы, под смешенным березово-осиново-кедровым древостоем сформированы подзолы иллювиально-железистые. Для сравнительной характеристики привлекаются данные с соседних участков, расположенных севернее и южнее от основного стационара. Цель данного исследования - выявление динамики сезонного промерзания в Среднем Приобье. Задачи исследования сфокусированы на выявлении многолетней динамики сезонного промерзания в южной криолитозоне. Методы исследования базируются на полевых измерениях с использованием закладок почвенных шурфов и проведением снегомерных работ во второй половине марта, а также первой половине апреля. По результатам измерений с 2009 по 2023 г. выявлено уменьшение глубины промерзания почвы, начиная с 2015 г. Установлено, что среднемноголетняя температура торфяных олиготрофных почв составляет 4,49 °С. Отмечено повышение среднегодовых температур на глубине 0,20 м на 1,16-1,45 °С. Среднемноголетняя температура для иллювиально-железистых подзолов на глубине 0,20 м составляет 3,87 °С. Среднегодовой градиент температуры колебался от 0,35 до 1,23 °С. Среднемноголетняя температура для аллювиальных дерново-глеевых почв в период исследований составила 5,23 °С. Среднегодовой градиент температуры колебался от 0,42 до 1,12 °С. Результаты снегосъемки позволили рассчитать водный эквивалент снежного покрова за 15-летний период. Среднегодовая высота снежного покрова составила 76 см. Водный эквивалент снежного покрова был высоким: 259 мм в 2015 г. и 232 мм в 2020 г. Полученные в ходе проведенного исследования данные показывают, что в пределах ключевого участка промерзание зависит от интегрирующих ландшафтообразующих геокомпонентов и отражает проявление глобального климатического тренда с локальными вариациями.
Внезапные стратосферные потепления (ВСП) значительно влияют на погоду в тропосфере и на динамику верхних слоев атмосферы. Определение ВСП и их классификация сформулированы достаточно давно, однако о ранних (в ноябре - первой половине декабря) ВСП подробная информация отсутствует. В работе исследовано влияние ранних ВСП на стратосферный полярный вихрь с использованием данных реанализа JRA-55 и MERRA2. ВСП определялись двумя способами: по среднезональным значениям температуры и зональной компоненте ветра с учетом и без климатической составляющей. Реакция полярного вихря на потепление представлена полем геопотенциальной высоты. По данным зондирования на полярных станциях разных континентов проанализирован временной ход приземных температуры и давления во время смещения и расщепления стратосферного полярного вихря при раннем ВСП.
Г.Н. Кувыркин, Д.Р. Рахимов
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия fn2@bmstu.ru
Ключевые слова: эндохронная теория пластичности, термопластичность, неизотермическое нагружение, сложное нагружение, диаграмма деформирования
Страницы: 116-122
Для описания нелинейного деформирования изотропных материалов при неизотермических условиях нагружения предлагается использовать соотношения эндохронной теории термопластичности. Приведен вариант определяющих соотношений в интегральной и дифференциальной форме для общего случая нагружения. На основе результатов экспериментов на одноосное растяжение (кручение) определены аналитические зависимости для ряда материальных параметров модели. Для анализа определяющих соотношений предложен численный алгоритм, основанный на методе Эйлера с внутренним итерационным процессом, реализуемым методом Зейделя. Приведен пример численного расчета одноосного растяжения стержня при сложном термосиловом нагружении. Показано, что результаты расчета удовлетворительно согласуются с результатами, полученными с использованием теории течения с изотропным упрочнением
Рассматривается проблема синтеза систем управления для электрогидравлических стендов прочностных и ресурсных испытаний авиационных конструкций. Предлагается использовать алгоритм управления с итеративным обучением для повышения точности формирования заданной циклограммы силового нагружения механических конструкций. Приведены результаты численного моделирования системы управления стендом с итеративным обучением, а также результаты экспериментальной проверки предложенного алгоритма на одноканальном испытательном стенде. Результаты моделирования и экспериментов на испытательном стенде показали возможность повышения точности формирования заданной циклограммы силового нагружения на основе предлагаемого подхода. Полученные результаты позволяют автоматизировать процесс настройки регуляторов для электрогидроприводов стендов прочностных испытаний, а также ускорить процесс проведения ресурсных и статических прочностных испытаний авиационных конструкций.
М.Р. ШОЛИДОДОВ, А.Р. САЙДЕНЦАЛЬ, Л.К. АЛТУНИНА, В.В. КОЗЛОВ, В.А. КУВШИНОВ, Л.А. СТАСЬЕВА, Р.Н. МУСТАФИН
Институт химии нефти СО РАН, Томск, Россия sholidodov93@inbox.ru
Ключевые слова: глубокие эвтектические растворители, точка эвтектики, эвтектический состав, нефтевытесняющая композиция, методы увеличения нефтеотдачи пластов
Страницы: 343-350
Синтезированы и исследованы бинарные системы глубоких эвтектических растворителей (ГЭР): “четырехатомный спирт - соль четвертичного аммониевого основания” (ГЭР1), “четырехатомный спирт - карбамид” (ГЭР2), “соль четвертичного аммониевого основания - карбамид” (ГЭР3), и тройная система “четырехатомный спирт - соль четвертичного аммониевого основания - карбамид” (ГЭР4). Эвтектические составы бинарных систем характеризуются существенно более низкими температурами застывания/плавления по сравнению с исходными компонентами. Самое низкое значение температуры среди бинарных смесей наблюдается для эвтектического состава ГЭР3. Тройная система ГЭР4 обладает еще более низкой температурой плавления (-14 °С), что связано с образованием межмолекулярных донорно-акцепторных водородных связей внутри системы. На основе ГЭР4 был приготовлен водный раствор с концентрацией 26 мас. % и определен его водородный показатель в зависимости от температурных условий приготовления. При комнатной температуре pH трехкомпонентного ГЭР составляет 6.6-7.1, а после термостатирования в течение 6 ч при 150 °С увеличивается до 9.2 за счет гидролиза карбамида. Предполагается, что в дальнейшем при использовании ГЭР4 в качестве основы щелочной нефтевытесняющей композиции непосредственно в пласте, под действием температуры закачиваемого теплоносителя образуется СО2 и аммиачная буферная система с максимальной буферной емкостью в интервале рН 9-10. Образовавшийся углекислый газ, растворяясь преимущественно в нефти, будет приводить к снижению ее вязкости, с одной стороны, а сформированная щелочная среда, являясь наиболее благоприятной для работы поверхностно-активных веществ за счет снижения межфазного натяжения и разжижения высоковязких слоев или пленок на границах “нефть - вода - порода”, с другой - обеспечат эффективное применение такой системы для нефтевытеснения. Кроме того, нефтевытесняющая композиция на основе ГЭР4 будет низкозастывающей, что открывает возможности ее транспортировки и применения в условиях северных регионов и Арктической зоны.
Выполнены измерения пульсаций полного давления в слое смешения сверхзвуковой, сильно недорасширенной струи. Полученное давление преобразовывалось в продольную скорость, это позволило определить основные характеристики слоя: его расширение и толщину, продольный и поперечный размеры возмущений, интенсивность и спектральный состав турбулентности. Рассматриваемый слой находился в состоянии насыщения, при этом в нем реализовывался широкий спектр возмущений. Измеренное расширение слоя оказалось вчетверо выше рассчитанного по статистически обобщенной методике. Интенсивность возмущений продольной компоненты скорости определялась в рассматриваемом слое двумя группами возмущений - низкочастотными и высокочастотными - с примерно равными вкладами. Из анализа результатов измерений следует, что перенос массы поперек слоя обратно пропорционален длинам вихрей, в верхней части диапазона частот интенсивных возмущений он кратно выше. Большой поперечный перенос массы обуславливает интенсивное смешение и быстрое расширение слоя.
Проведен анализ тенденций развития камер сгорания энергетических газотурбинных установок большой и средней мощности передовых производителей, идущих по пути существенного повышения КПД установок, увеличения топливной гибкости при сохранении экологических требований. Продемонстрирован опыт создания малоэмиссионных камер сгорания (МЭКС) во Всероссийском теплотехническом институте. Приведены результаты испытаний МЭКС ГТ-16П в одногорелочном отсеке при полных параметрах. Показана ее доработка до двузонной, что позволило существенно расширить границы устойчивого малоэмиссионного горения в широком диапазоне температур наружного воздуха. При допустимых значениях NOx удалось достичь температуру газов на выходе из камеры сгорания 1700 °C. Проанализированы конструкции горелочных устройств МЭКС газотурбинных установок, позволяющие избежать основных проблем, возникающих при сжигании топлива с большим содержанием водорода, а именно: проскока пламени в зону предварительного перемешивания, высоких потерь давления на горелках и неустойчивости процесса горения. Показано, что данные конструкции не содержат лопаточного завихрителя и выраженной зоны предварительного перемешивания.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
