А.С. Верещагин1,2,3, И.В. Казанин1,2, В.Н. Зиновьев1, В.М. Фомин1,2 1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СO РАН, Новосибирск, 630090, Россия vereshchag@itam.nsc.ru 2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, 630090, Россия kazaniniv@gmail.com 3Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, 630073, Россия
Ключевые слова: композитный сорбент, гелий, микросферы, мембранно-сорбционный метод, численное моделирование, короткоцикловая адсорбция, гиперболическая модель
Страницы: 3-19
Показана гиперболичность конвективной части модели течения воздушно-гелиевой смеси через слой гранулированного сорбента с учетом фильтрации Форхгеймера. С учетом диффузии воздуха и гелия внутрь цилиндрических гранул и удержания гелия микросферами разработана численная модель одномерного течения воздушно-гелиевой смеси через адсорбер, заполненный гранулированным сорбентом. В рамках рассматриваемой модели проведена верификация численного алгоритма в задачах о фильтрации газа через пористую среду и о распространении волны давления, образованной пришедшей ударной волной, по газовой среде. Получены экспериментальные и расчетные данные, которые хорошо согласуются. Проведено моделирование фазы обогащения в рамках метода короткоцикловой адсорбции с использованием бифункционального сорбента на основе микросфер, которое показало возможность увеличения массовой доли гелия в воздушно-гелиевой смеси практически в два раза (с 0,7 до 1,3%) при степени извлечения гелия 90,4%.
С.Ю. Петряков1, Д.Н. Мирханов1, Ал. Ф. Гайсин2, Р.Ш. Басыров1, Н.Ф. Кашапов3 1Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева, Казань, 420111, Россия serioga_com@mail.ru 2Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, 125412, Россия almaz87@mail.ru 3Казанский федеральный университет, Казань, 420008, Россия kashnail@gmail.com
Ключевые слова: низкотемпературная плазма, электрический разряд, плазменно-жидкостные системы, численные методы
Страницы: 20-32
Проведены исследование характеристик и математическое моделирование поведения низкотемпературной плазмы электрического разряда постоянного тока, зажигаемого между алюминиевым анодом и электролитическим катодом (3 %-й раствор NaCl в очищенной воде) при атмосферном давлении. Зажигание разряда осуществляется при погружении металлического анода в электролитический катод. Рассмотрены типы и формы генерируемых в межэлектродном промежутке плазменных структур. Представлены результаты высокоскоростной съемки процессов пробоя и горения разряда. Исследованы электрофизические параметры разряда, в том числе пульсации, колебания силы тока и напряжения. С помощью метода эмиссионной спектроскопии определены спектр излучения разряда, состав плазмы, концентрация электронов и температура тяжелых компонентов плазмы. Рассмотрены термограммы поверхности жидкого неметаллического и металлического электродов в зоне горения разряда. Представлены результаты численного моделирования напряженности электрического поля и начальной стадии разряда.
Е.А. Баранов1, А.О. Замчий1,2, Н.А. Лунев1,2, И.Е. Меркулова1, В.А. Володин2,3, М.Р. Шарафутдинов4, А.А. Шаповалова5 1Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия itpbaranov@gmail.com 2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 630090 Новосибирск, Россия zamchiy@gmail.com 3Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия v.volodin@g.nsu.ru 4Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия marat@solid.nsc.ru 5Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия shapovalova@niic.nsc.ru
Ключевые слова: нанокристаллический кремний, нестехиометрический оксид кремния, синтез тонких пленок
Страницы: 33-41
Методом газоструйного осаждения с активацией электронно-пучковой плазмой синтезированы тонкие пленки аморфного нестехиометрического оксида кремния (а-SiOx:H, 0 < x < 2). Стехиометрический коэффициент пленок а-SiOx:H варьировался в диапазоне 0,47 ÷ 1,63 в зависимости от параметра R, определяемого расходом смеси Ar-SiH4. Высокотемпературный (при температуре 950°С в течение 2 ч) отжиг тонких пленок а-SiOx:H привел к формированию наночастиц кристаллического кремния размером 8,3÷12,3 нм. Показано, что с увеличением параметра R значения степени кристалличности отожженных пленок увеличиваются до 66%. Сделано предположение, что на положение пика нанокристаллического кремния в спектрах комбинационного рассеяния света оказывают влияние механические напряжения. В результате количественной оценки такого напряжения получены значения 1,0÷1,7 ГПа.
Н. Чжоу1,2,3, Д. Лю1, Ц. Нянь4, К. Тан1, Ц. Ван1, Ю. Фан3 1Нанкинский университет наук и технологий, Нанкин, 210094, Китай nudge@163.com 2Нанкинский колледж лесной полиции, Нанкин, 210023, Китай 3Аньхойская компания по производству плакированных материалов, Сюаньчэн, 242000, Китай 529384137@qq.com 4Десятый отдел Железнодорожной строительной компании Китая, Хэфэй, 230601, Китай nianqingming@163.com
Ключевые слова: динамика удара, сварка, пластина, угол соударения, защитные характеристики, разрушение
Страницы: 42-50
Проведено исследование защитных характеристик композитной трехслойной мишени, состоящей из алюминиевых и стальных пластин и изготовленной с использованием сварки взрывом. Представлены результаты баллистических экспериментов и численного моделирования. Исследован механизм разрушения мишени при ударе по ней сферических частиц.
И.Г. Донской
Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН, Иркутск, 664033, Россия donskoy.chem@mail.ru
Ключевые слова: вариационные методы, уравнения реакции-диффузии-конвекции, тепловой взрыв, волны реагирования
Страницы: 51-61
Предложены вариационные формулировки для уравнений, описывающих стационарные состояния неизотермических одномерных реакторов, в том числе при конвективном переносе. Для предложенных вариационных формулировок рассматриваются несколько вариантов численного решения (на основе метода локальных вариаций и метода Рэлея - Ритца). Обсуждаются особенности использования численных методов при решении рассмотренных задач: сходимость, отношение шага пространственной сетки к степени аппроксимирующего полинома. Рассматриваются модификации задачи теплового зажигания с учетом конвективного переноса и теплопотерь. Предложен вариационный принцип, определяющий структуру фронта горения при заданной скорости распространения. Показано, что этот вариационный принцип может использоваться наряду с принципом минимального производства энтропии для полного решения задачи о стационарном распространении волны экзотермической реакции.
А. Мехмуд1, Г. Д. Табассум1, М. Усман2, А. Дар3 1Международный исламский университет, Исламабад, 44000, Пакистан ahmerqau@yahoo.co.uk 2Виртуальный университет Пакистана, Лахор, Пакистан muhammadusman@vu.edu.pk 3Университет г. Котли штата Азад Джамму и Кашмир, Котли, Пакистан amanullahdar@hotmail.com
Ключевые слова: сжимающийся диск, нестационарный поток, неединственность, численное решение
Страницы: 62-70
Приведены результаты исследования задачи о нестационарном течении жидкости вдоль мгновенно растягивающегося (сжимающегося) невращающегося диска бесконечного радиуса. Скорость поверхности сжимающегося диска выбрана таким образом, чтобы задача допускала существование точного автомодельного решения. Исходная задача сводится к начальной задаче, численное решение которой строится с использованием метода стрельбы и метода Ньютона-Рафсона. Проведено детальное исследование существования и единственности решения.
Решена задача об осесимметричном установившемся движении несжимаемой моментной жидкости между двумя неконцентрическими сферами, вращающимися с различными постоянными угловыми скоростями вокруг оси, на которой расположены диаметры сфер. При малых числах Рейнольдса решение построено с использованием полуаналитического метода, метода суперпозиции и метода коллокации. Исследовано влияние различных параметров задачи на величину крутящего момента, действующего на внутреннюю сферу. Проведено сравнение полученных результатов с известными данными для случая движения классической вязкой жидкости.
На конденсаторной установке "Каскад" проведены эксперименты по ускорению плоских металлических лайнеров магнитным полем. Приведены данные об асимметрии полета лайнеров как в направлении вдоль линии тока, так и в поперечном направлении.
А.Е. Голиков, Н.И. Макаренко
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия laro13@yandex.ru
Ключевые слова: свободная граница, круговой цилиндр, гидродинамические нагрузки
Страницы: 89-99
Рассмотрена задача о движении кругового цилиндра с ускорением из состояния покоя под свободной поверхностью бесконечно глубокой идеальной жидкости. Используется метод сведения исходной математической постановки задачи к интегродифференциальной системе уравнений для функции, задающей форму свободной поверхности, а также для нормальной и тангенциальной составляющих скорости на свободной поверхности. Построено аналитическое продолжение поля скоростей внутрь области течения и определены нестационарные нагрузки на цилиндр, действующие на начальной стадии движения.
И.В. Яковлева1, Т.С. Косенко1, Е.В. Ушакова2 1Новосибирский государственный педагогический университет, Новосибирск, Россия uhova2005@mail.ru 2Алтайский государственный медицинский университет Минздрава России, Барнаул, Россия foaushakova@gmail.com
Ключевые слова: концептуальный плюрализм, философия образования, разделы журнала "Философия образования", аналитический фрейм, онтология образования, эпистемология образования, аксиология образования, праксиология образования
Страницы: 136-209
Введение. Представление о концептуальном плюрализме, составляющем смысловое содержание науки об образовании, получило резонансный дискурс в российской и зарубежной философии образования. Обзорная статья имеет целями исследование и осмысление ключевых теорий, концептуальных положений и образовательных парадигм в рамках социально-философской диалектики эволюционных процессов образования. Методология обзорного материала задается рамками рассмотренных научных статей в журнале «Философия образования» в период 2011-2015 гг. на основе использования аналитических методов интерпретации авторских дискурсов. Обсуждение. Изучение исследовательских программ развития философии образования позволило выделить корпус концептуальных предпосылок, являющихся базисными для создания теории и практики развития философии образования. Осуществлена оценка границ применимости представленных концептов, обозначены проблемы и противоречия, связанные с их учетом в образовательной практике. Необходимость исследования концептуального плюрализма в образовании продиктована поиском векторов направленности развития человеческого общества и роли образования в этом прогрессе. Заключение. На основе анализа исследовательского материала показано, что при содержательных различиях в разработанных методологических подходах философии образования существует относительно стабильный корпус ключевых концептов (субъектность образования; интеграция науки, образования и производства; плюрализм мнений; различные алгоритмы оценки государственных реформ; рациональность, критичность и др.). Этот корпус отражает примат онтологических, эпистемологических, аксиологических и праксиологических (инструментальных) образовательных альтернатив. Их эвристический потенциал значим для понимания фундаментальных оснований современного образования, а также применим как методический инструмент конструирования образовательных программ стратегического и тактического назначения.