Главная – Журналы – Поиск по журналам

Изучается процесс квазистатического
роста плоских трещин в средах с
регулярными структурами. Рассматриваются
такие структуры, каждая из которых
характеризуется одним линейным размером.
Предлагаются согласованные дискретно-
интегральные критерии прочности для
трещин нормального отрыва для каждой из
структур. Получены оценки критического
коэффициента интенсивности напряжений и
критических длин трещин нормального
отрыва для трех структур. Для этих
критических параметров в полученных
соотношениях возможен предельный
переход, когда коэффициент интенсивности
напряжений и длины трещин стремятся к
нулю (в классических соотношениях
подобный предельный переход
отсутствует). Модификации предложенных
критериев позволяют описать сателлитное
зарождение микротрещины перед вершиной
макротрещины, когда имеется специальное
расположение монокристаллических зерен
материала в окрестности вершины
макротрещины.

Для различных моделей нелинейно-упругих
сжимаемых сред рассматривается задача о
скручивании цилиндра с кольцевым
поперечным сечением равными по величине
и противоположными по направлению
торцевыми моментами. Решение проводится
при помощи полуобратного метода теории
упругости. Дается качественное и
количественное описание эффекта
Пойнтинга, состоящего в изменении длины
вала при его кручении. Приводится
сравнение результатов численного и
асимптотического (с сохранением лишь
квадратичных относительно градиента
перемещения слагаемых) решений для
различных моделей нелинейно-упругого
поведения материалов. Анализ полученных
результатов показал, что в ряде случаев
квазилинейная модель неприменима для
изучения поведения нелинейно-упругих
сжимаемых сред.

Представлен анализ экспериментов по сжиганию водорода, инжектируемого в канал со сверхзвуковым высокотемпературным потоком на входе. Анализ проведен с помощью специально разработанной двумерной полуэмпирической модели, основанной на численном интегрировании параболизованных уравнений Навье – Стокса с учетом конечных скоростей химических реакций. Показано, что появление в рассматриваемых экспериментах двух режимов горения с «короткой» и «длинной» областями повышенного давления вызвано тем, что тепловыделение может происходить как в непосредственной окрестности инжекторов, так и по всей длине канала с образованием глобальной отрывной (застойной) зоны. Поток в канале в обоих режимах горения, за исключением ограниченных по размерам областей, остается сверхзвуковым.

В рамках теории Зельдовича – Франк-Каменецкого о тепловом распространении пламени рассмотрены термодинамические свойства открытой нелинейной системы и построена неравновесная энтропия стационарной волны горения. Проведен качественный и численный анализ неравновесной динамической системы, построены функции распределения локального производства энтропии по пространственной переменной. Показано, что полное производство энтропии в системе является функционалом на интегральных кривых, обладающим экстремальными свойствами, и его минимум соответствует единственному физически содержательному решению задачи. Методами неравновесной термодинамики обоснована процедура "обрезки" (обращения в нуль) скорости реакции. Представлена вариационная формулировка задачи для расчета стационарной волны горения.

Для базовой модели теории горения с размерными параметрами – динамической модели экзотермической реакции первого порядка в проточном реакторе идеального смешения – реализована процедура параметрического анализа. Построены параметрические зависимости стационарных состояний от размерных параметров, кривые кратности и нейтральности стационарных состояний, параметрические и фазовые портреты системы. Выделены области множественности стационарных состояний и автоколебаний, а также область технологически безопасных режимов. Проведено сопоставление режимов горения в реакторах идеального смешения и вытеснения.

В рамках диффузионной модели переноса излучения изучено влияние лучистого теплообмена в пологе леса на внутреннюю структуру и тепловую устойчивость фронта верхового лесного пожара.

Методами механики реагирующих гетерогенных сред построена математическая модель воспламенения взвеси угольных частиц в газе. Изучены некоторые ее качественные особенности, позволяющие выявить разные характерные варианты тепловой динамики смеси: гетерогенное воспламенение посредством реакции окисления коксового остатка, гомогенное воспламенение, вызванное процессом окисления летучих веществ в газовой фазе, смешанное воспламенение за счет одновременного действия поверхностной и объемной реакций. Проведена верификация модели по известным опытным данным, относящимся к задержкам воспламенения взвесей частиц угля в воздухе и кислороде в отраженных ударных волнах

С использованием модифицированных уравнений и безразмерных параметров тепловой теории воспламенения частиц металлов проанализированы условия воспламенения компактных образцов и фольги из железа, никеля, меди и нержавеющей стали в кислороде при давлении 0.1?70 МПа. Расчетные данные сопоставлены с результатами эксперимента.

Исследован процесс горения сверхтонкого порошка алюминия (среднеповерхностный диаметр частиц 0.1 мкм) в закрытой бомбе при начальном давлении воздуха 1 атм. Горение протекает в две стадии, как и на открытом воздухе. Показано, что в процессе двухстадийного горения сверхтонкого порошка алюминия в бомбе массовое содержание химически связанного азота в конечных продуктах увеличивается на 20% в пересчете на нитрид алюминия. Увеличение фиксации азота в замкнутом объеме подтверждает предложенный ранее механизм связывания азота воздуха с участием газовой фазы при горении алюминия.

В рамках модели квазистационарного фронта плавления исследовались критические условия воспламенения одиночной частицы, взаимодействующей с плавящейся средой с образованием интерметаллического соединения на ее поверхности. Для линейного и параболического законов торможения на диаграмме критических параметров выделены три характерные области, трансформирующиеся с изменением критерия Био. Показано, что при малых значениях этого критерия условия саморазогрева частицы идентичны условиям воспламенения в среде с постоянной температурой. При значениях критерия Био больше единицы на критические условия существенное влияние оказывают параметры, определяющие кинетику плавления. Особенности саморазогрева одиночной частицы могут определять качественный характер саморазогрева гетерогенной системы в целом.