Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлена новая область пузырьковой динамики, изучающая поведение ультразвуковых контрастных агентов ‑ искусственных заключенных в оболочку пузырьков, которые используются в диагностической и терапевтической ультразвуковой медицине для улучшения качества ультразвуковых изображений и доставки лекарства в заданные точки в организме пациента. Проведен анализ теоретических моделей, используемых при описании поведения оболочки пузырька, взаимодействия пузырька со стенками кровеносных сосудов и воздействия пузырька на клеточную мембрану.

Рассмотрена динамика в условиях невесомости круглой пленочной мембраны, на которой расположены проводники с электрическим током. Найдены уравнения колебаний мембраны, стабилизируемой силой Ампера. Проведены расчеты спектра собственных колебаний, вычислены соответствующие им величины деформаций. Рассмотрены вынужденные колебания мембраны. Исследовано влияние геомагнитного поля на устойчивость мембраны и демпфирование ее колебаний при нестационарных режимах воздействия механических сил в условиях невесомости.

Приведены результаты исследования возможности осуществления магнитно-импульсной сварки плоских проводников. Экспериментально исследованы различные схемы индукторов и конфигурации пластин. Представлена схема оптимизированного индуктора для ускорения плоских проводников магнитным полем, разработано необходимое диагностическое оборудование. Приведены результаты экспериментов по ускорению плоских проводников и получению сварных соединений алюминий—алюминий и алюминий—сталь. Исследованы характеристики полученных сварных соединений.

Выполнен анализ результатов экспериментов, проведенных на баллистической установке по соударению металлических сферических ударников с цилиндрическими мишенями из эпоксидной смолы (как с наполнителем в виде микрочастиц Al₂O₃, так и без него). Скорости соударения ограничивались диапазоном 0.6 ÷ 1.1 км/с, так как при больших скоростях происходило полное разрушение мишеней. В диапазоне рассмотренных скоростей соударения зафиксированы каналы почти цилиндрической формы, в конце которых сохранялся застрявший ударник. На основе ранее установленной зависимости глубины канала от энергии удара, от отношения плотностей материалов ударника и мишени, а также от предела прочности материала мишени на растяжение проведена оценка прочности эпоксидной смолы с наполнителем. Установлено, что при массовой доле наполнителя, равной 0.4, прочность мишени увеличивается примерно в 1.5–2 раза.

Проведено исследование эмиссионных эффектов гетерогенного горения в области ионизирующего излучения. На примере порошковой системы Ti-В показано, что протекание самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в режиме теплового взрыва сопровождается «мягким» рентгеновским излучением с оценочной энергией квантов ≈5 кэВ.

Численно исследуется зажигание конденсированных веществ в результате воздействия электровзрыва. Анализируется влияние волнового процесса в образце на характеристики его зажигания. Приведены расчетные значения времени зажигания в зависимости от условий компоновки образца, его размеров и параметров инициирующего импульса. Выявлены особенности влияния гидродинамического процесса, вызванного электровзрывом в конденсированном реакционноспособном веществе, на протекание воспламенительного периода.

Методом многокадровой теневой визуализации исследовалась ранняя стадия скоростной релаксации частиц несферической формы в потоке за проходящей ударной волной. Предложена процедура обработки данных по перемещению свободного тела для определения его ускорения, которая в сочетании с используемой диагностикой является своеобразными бесконтактными аэродинамическими весами. Впервые получены данные по сопротивлению тел неправильной формы в потоке за ударной волной при характерных для пылевых взрывов числах Маха 0,5÷1,5 и Рейнольдса ≈10⁵. Установлено, что сопротивления несферического плохообтекаемого тела и сферы в этих условиях близки и в 2—3 раза превышают сопротивление сферы при стационарном обтекании.

Для определения динамических параметров детонации (пределов распространения, энергии прямого инициирования, критического диаметра трубы и т. д.) требуется знание характерного масштаба длины для детонационной волны в направлении ее распространения. Однако большинство процессов детонации неустойчивы, течение в зоне реакции турбулентное и структура потока значительно отличается от идеализированной одномерной модели Зельдовича — Неймана — Дёринга. Показано, что наиболее подходящим масштабом длины для турбулентной детонационной волны является расположение звуковой поверхности, которая отделяет статистически стационарный поток структуры зоны реакции от нестационарного расширения позади волны. Проанализированы предшествующие физические и численные эксперименты с целью определения соотношения между положением средней звуковой поверхности и химическими, механическими и термодинамическими процессами релаксации в детонационной волне. Анализ экспериментальных данных показал, что возможно моделирование структуры турбулентных детонаций в одномерной постановке Зельдовича — Неймана — Дёринга с учетом влияния турбулентности через источниковые члены в уравнениях энергии и импульса. Источниковые члены включают скорости релаксации механических и тепловых флуктуаций и тепловыделения при стремлении системы к равновесию. В рамках идеализированной одномерной структуры с источниковыми членами положение звуковой поверхности определяется балансом между конкурирующими источниковыми членами, удовлетворяющими обобщенному критерию Чепмена — Жуге. Рекомендуется будущие исследования детонации проводить с целью: 1) получения большой экспериментальной базы данных о средних параметрах детонации (скорость детонации, положение звуковой поверхности и средних профилей параметров в зоне реакции), 2) развития (уточнения) соответствующих источниковых членов, учитывающих турбулентные пульсации в осредненных уравнениях движения.

Ударно-волновое инициирование — одно из важнейших свойств энергетических материалов, которые должны детонировать точно, как предполагается, при преднамеренном ударном нагружении и не должны детонировать при случайном ударном нагружении. Развитие техники манганиновых датчиков, помещенных внутри заряда взрывчатого вещества и регистрирующих рост давления под действием ударного импульса, значительно расширило информацию о таких реагирующих потоках. Эти экспериментальные данные вместе с аналогичными записями электромагнитных датчиков массовой скорости дали нам возможность сформулировать модель ударно-волнового инициирования «Ignition and Growth» и детонации в гидродинамических компьютерных кодах для предсказания тех сценариев ударного инициирования, которые нельзя проверить экспериментально. Важная проблема при ударном инициировании — это изменение чувствительности твердых взрывчатых веществ при их нагревании (или охлаждении). Представлены экспериментальные записи давления, полученные при помощи манганиновых датчиков, и соответствующие расчеты по модели «Ignition and Growth» для двух твердых взрывчатых веществ — LX-17 (массовое содержание — 92.5% триаминотринитробензола и 7.5% связующего Kel-F) и LX-04 (85% октагидро-1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетразина (октогена) и 15% связующего Viton) при различных начальных температурах.

Приведены результаты экспериментальных исследований динамики структуры жидких образцов в интервале изменения вязкости 0.001 ÷ 2.6 Па · с при их разрушении в результате динамической декомпрессии. Исследование процесса разрушения жидких смесей, а также жидкостей, насыщенных углекислым газом, показало, что практически во всем указанном диапазоне значений вязкости развитие процесса разрушения идет по комбинационному механизму: развитие пузырьковой кавитации, формирование системы крупных пузырьковых кластеров и газовых снарядов в них в результате коалесценции пузырьков. При этом структура течения заметно меняется: развивается разрывное течение с расслоением потока по вертикали, делением на струи при их последующем разрушении на капли. Обсуждается вероятность наличия кристаллических кластеров в магме и их влияние на структуру течения типа «кавитирующая магма — кристаллические кластеры».