В. В. Зверев, А. Г. Залазинский*, В. И. Новожонов**, А. П. Поляков*
"Уральский государственный технический университет, 620002 Екатеринбург *Институт машиноведения УрО РАН, 620219 Екатеринбург ** Институт физики металлов УрО РАН, 620219 Екатеринбург"
Предложена методика экспериментального
исследования структуры поверхностей
материалов, основанная на использовании
вейвлетного анализа. Приведены основные
теоретические положения локально-
частотного и вейвлетного анализа.
Рассмотрены примеры применения
вейвлетного анализа к исследованию
модельных изображений. С использованием
вейвлетного анализа определена структура
брикетов, полученных компактированием
титановой губки.
Изучается разрушение твердых тел при
воздействии поверхностно-активных
веществ. Рассматривается предельный
случай проявления хемосорбционных
эффектов без существенного влияния
механических напряжений. Описан рост
плоских трещин в твердых средах с
регулярными структурами при контакте с
поверхностно-активными веществами, когда
модель процесса — расклинивание трещин
молекулярным клином. Получены оценки
критического коэффициента интенсивности
напряжений через критическое раскрытие
трещины при расклинивании
полубесконечным клином постоянной
толщины. Получено аномально низкое
сопротивление разделению твердого тела
на части при определенных условиях
(самопроизвольное разрушение).
Сформулирована задача равнонапряженного
армирования плоских композитных
конструкций при термосиловом нагружении.
Проведен асимптотический анализ
соответствующей граничной задачи, на
основе которого показано, что в силу
существенной нелинейности статических
граничных условий задача может иметь два
решения. Предложен итерационный метод
решения задачи. Проанализированы
конкретные аналитические и численные
решения и исследована степень влияния
теплового воздействия на
равнонапряженно-армированные структуры.
Для преобразования электромагнитной
энергии в кинетическую энергию метаемого
тела одновременно используются
электровзрывной и электротермической
механизмы и принципы кондукционной и
индукционной электродинамики. Этот
подход реализован на основе известной
конфигурации коаксиального пинч-
ускорителя. Установлено существование
"активной" длины ствола, на которой
система обеспечивает разгон с близким к
постоянному ускорением. Получено, что
при длине ствола 340 мм и калибре 17 мм
тела массой 1–12 г разгоняются до
скоростей 3,4–1,45 км/с с эффективностью
преобразования подведенной энергии 25–
29% при напряжении емкостного накопителя
1,75 кВ и разрядном токе до 150 кА. Тела
массой 40–80 г (калибр ствола 25 мм)
разгоняются до скоростей 1,3–1,0 км/с с
эффективностью 28–20% при напряжении 3,5
кВ и токе до 220 кА.
Изучена возможность стабилизации
плазменной области в канале рельсового
электромагнитного ускорителя путем ее
пространственного ограничения и
изменения скорости роста тока (в первом
случае рассматривается составное тело
ограничитель — ударник с электрическим
разрядом между ними). Исследовано
влияние начальной скорости составного
тела и массы ограничителя на динамику
разгона. Показано, что при таком подходе
можно значительно уменьшить амплитуду
колебаний параметров в плазменном
поршне, его длину и в итоге повысить
выходную скорость ударника. Возможность
компактирования плазменной области за
счет увеличения скорости роста тока
изучена на примере линейного закона
изменения тока. Получена оценка
зависимости времени компактирования от
скорости нарастания тока, совпадающая с
результатами численных расчетов.
Рассматриваются задачи о сжатии пластины
на клине сильной ударной волной и
метании пластины с использованием
уравнений бездиссипативной гидродинамики
сжимаемых сред. Численно исследуется
состояние алюминиевой пластины, метаемой
или сжимаемой алюминиевым ударником со
скоростью 5–15 км/с. Для режима сжатия с
образованием кумулятивной струи получены
критические значения угла клина, начиная
с которых кумулятивная струя находится в
жидком или твердом состоянии и не
содержит кипящей жидкости. Для
бесструйного режима сжатия ударной
волной строится приближенное решение с
присоединенной ударной волной,
учитывающее фазовый состав материала
пластины в волне разгрузки. Построенное
решение сравнивается с решением исходной
задачи. Обнаружено значительное (в
несколько раз) увеличение температуры за
фронтом присоединенной ударной волны по
сравнению с температурой за фронтом
сжимающей волны. Показана принципиальная
возможность инициирования термоядерной
реакции при бесструйном сжатии пластины
из дейтериевого льда сильной ударной
волной.
Приводятся результаты расчетно-
теоретических исследований
сверхзвукового диффузионного горения
системы плоских водородных струй в
сверхзвуковом потоке воздуха. Показано,
что в зоне смешения системы водородных
струй со спутным потоком возникают
крупномасштабные вихревые структуры,
влияющие на механизм турбулентного
обмена между топливом и окислителем.
Для системы уравнений газовой динамики с
общим уравнением состояния
рассматриваются инвариантные 2-подмодели
(подмодели с двумя независимыми
переменными) эволюционного класса.
Проводится групповой анализ этих
подмоделей: указываются допускаемые
операторы, преобразования
эквивалентности и осуществляется
групповая классификация.
Приведены результаты опытов, в которых
установившееся неравномерное течение в
прямоугольном канале с плоским
горизонтальным дном останавливалось
быстропадающим щитом. При различных
значениях расхода жидкости на входе в
канал получены данные о высоте заплеска
воды на щит, а также о форме, скорости
распространения, высоте и внутренней
структуре волны типа бора,
распространяющейся вверх по потоку.
Установлено, что бор порождает сильное
расслоение по скорости движения частиц
жидкости и в определенных условиях
скорость распространения и высота бора,
а также высота заплеска жидкости на
стенку постоянны и определяются лишь
критической глубиной для невозмущенного
течения, т. е. заданным расходом.
Исследуется тепловая конвекция в
неоднородной среде, состоящей из
жидкости и твердой примеси, в условиях
вибраций конечной частоты. В рамках
обобщенного приближения Буссинеска
выводятся уравнения конвекции и
рассматривается задача об устойчивости
течения в вертикальном слое вязкой
жидкости при горизонтальных вибрациях
вдоль слоя по отношению к бесконечно
малым возмущениям. Проводится сравнение
с экспериментальными данными.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее