Главная – Журналы – Поиск по журналам

Предложены определяющие уравнения для моделирования неупругих деформаций хрупких материалов, позволяющие описывать волны разрушения, существование которых установлено экспериментально. Полная система уравнений является гиперболической, каждое уравнение этой системы имеет дивергентную форму. В основе модели лежит предположение о том, что процесс континуального разрушения представляет собой переход из неповрежденного состояния в “полностью поврежденное”, который описывается с помощью кинетики параметра порядка. На основе упрощенной модели проанализирована структура стационарных бегущих волн сжатия. Показано, что в некотором диапазоне амплитуды волна расщепляется на упругий предвестник и собственно волну разрушения.

Приведены результаты экспериментального исследования влияния прослоек, состоящих из мелких частиц, или неровностей на поверхностях контакта на деформирование блочной среды в целом и разрушение блоков, из которых она состоит. Образцы подвергались нагружению квазистатическим одноосным сжатием перпендикулярно поверхностям контакта. Проводится численное моделирование распространения волн при импульсном нагружении пары блоков с неровными поверхностями контакта, выполненных из материала, имеющего упругие характеристики, близкие к характеристикам мраморов и известняков.

Построены уравнения теории оболочек в ортогональной криволинейной системе координат с использованием аппроксимации напряжений и смещений полиномами Лежандра. Порядок полученной системы дифференциальных уравнений не зависит от того, задаются ли на лицевых поверхностях оболочки напряжения, смещения или их линейная комбинация, что обеспечивает корректную формулировку условий на этих поверхностях как в перемещениях, так и в напряжениях. Это позволяет с использованием условий сопряжения перемещений и напряжений на контактных поверхностях построить систему дифференциальных уравнений слоистых оболочек.

Исследована антиплоская деформация цилиндрического упругого тела при больших поворотах элементов тела в отсутствие объемных сил при задании поверхностной нагрузки. Установлен вид упругого потенциала, допускающего подобную деформацию. Напряжения, деформации и перемещение выражены через давление и две независимые деформации, давление — через линейный инвариант деформации. Для деформаций и перемещения сформулированы нелинейные краевые задачи и указаны условия их эллиптичности. Преобразованием переменных для перемещения получена линейная задача. Приведен пример определения перемещения.

Экспериментально и теоретически исследуется развитие конвективных структур в тонком слое испаряющейся жидкости (этанола), находящемся под турбулентным пограничным слоем воздушного потока. В экспериментах изучается эволюция структур при увеличении скорости потока. Обнаружен переход от конвективных ячеек, возникающих в отсутствие обдувания, к конвективным валам, вытянутым в направлении потока. Теоретический анализ выполнен в рамках двумерной модели течения в жидком слое. Граничные условия на поверхности жидкости получены с помощью автомодельных решений для средних полей в воздушном потоке. Проведено численное моделирование возникновения и развития периодической системы валов. Выводы теории сопоставляются с экспериментальными данными.

Исследована конвективная устойчивость системы двух несмешивающихся жидкостей с близкими плотностями. Плотности жидкостей нелинейно зависят от температуры и давления. Показано, что состояние механического равновесия является неустойчивым. Построены нейтральные кривые и найдены критические значения числа Рэлея. В расчетах использовались значения физических параметров, характерные для различных зон озера Байкал: северной, центральной и южной.

Экспериментально исследован конвективный теплообмен в поперечной траншее небольшого удлинения с углом наклона боковых стенок φ = 30 ÷ 90° при нагреве дна, передней и задней стенок полости. Измерены распределения температур в продольных и поперечных сечениях на трех стенках, а также температурные поля на всей нагретой поверхности. Рассчитаны локальные и средние коэффициенты теплоотдачи. Установлено, что наибольшая интенсификация теплообмена имеет место на задней стенке при малых значениях φ. При перестройке одноячейковой структуры основного вихря в каверне в двухъячейковую в случае φ = 60, 70° наблюдается резкое уменьшение теплоотдачи по размаху полости от торцов к центру. При φ = 60° отмечено некоторое увеличение среднего по всей нагретой поверхности полости коэффициента теплоотдачи.

Рассматривается обтекание цилиндрического тела с острой иглой при числе Маха набегающего потока M_∞ = 6. Экспериментально подтверждено существование сверхзвукового встречного течения для одной из фаз пульсационного режима течения. Определен диапазон длин иглы, в котором существует область сверхзвукового возвратного потока вблизи ее боковой поверхности. Показано, что при длине иглы, равной диаметру модели, время существования области сверхзвуковой скорости встречного потока составляет 0,15 периода колебаний.

Рассмотрена задача о диффузионной устойчивости газовых пузырьков в одно- и двухфракционном кластере при воздействии на них акустического поля. Для однофракционного кластера численно получены диапазоны значений начальных концентраций газа в жидкости, при которых пузырек вследствие диффузионных процессов, протекающих между ним и окружающей жидкостью, стремится к одному из двух равновесных состояний. Установлено, что двухфракционный кластер стремится стать однофракционным.

Аналитически и численно исследована динамика возмущений границы раздела двух несжимаемых несмешивающихся слоев жидкостей различной плотности при наличии установившегося потока между горизонтальными дном и крышкой. Получено модельное интегродифференциальное уравнение, учитывающее длинноволновые вклады инерций слоев и поверхностного натяжения жидкостей, малую, но конечную амплитуду возмущений и нестационарное трение на всех границах. Приведены численные решения этого уравнения для наиболее характерных нелинейных задач трансформации как плоских волн различной длительности, так и уединенных в пространстве волн.