Главная – Журналы – Поиск по журналам

Освоение шельфа мирового океана - сложная задача, требующая разнообразных средств для обеспечения подводных коммуникаций. Приведены результаты моделирования зависимости формы электрических импульсов фотоприемника от длительности наносекундных оптических импульсов, распространяющихся через слой воды, содержащей кластеры нанопузырьков. Учитывалось рассеяние в области, находящейся за излучателем, для трасс разной длины. Расчет проводили в рамках геометрической модели. Факторы рассеяния кластеров оценивали с использованием теории Ми для субмикронных частиц с показателем преломления ниже, чем у воды. Установлено, что уширение импульса длительностью 1 нс, обусловленное рассеянием только на бабстонах, в том числе в области за излучателем, не превышает 0,1 нс на дистанции 20 м. Показано, что в чистой воде кластеры нанопузырьков ограничивают длину подводных линий оптической беспроводной связи за счет ослабления излучения. Результаты исследований могут быть использованы при разработке устройств для подводной беспроводной оптической связи.

Представлен процесс получения композитов Al - металлическое стекло Fe₆₆Cr₁₀Nb₅B₁₉ с малой остаточной пористостью при различной концентрации компонентов. Установлено, что в ходе спекания не происходило межфазных взаимодействий компонентов композита. Экспериментально определены твердость и теплопроводность композитов Al - металлическое стекло Fe₆₆Cr₁₀Nb₅B₁₉. Проведено сравнение полученных данных с величинами, рассчитанными по правилу смесей. Показано, что экспериментально определенные значения теплопроводности композитов с объемной долей металлического стекла 20 и 80 % близки к значениям, рассчитанным по моделям для случаев параллельного и последовательного соединения фаз соответственно. При этом значения твердости данных композитов соответствовали значениям, вычисленным по моделям Ройсса и Фойгта

Выполнено численное исследование влияния возмущения, создаваемого ребром-вихрегенератором, на локальную структуру течения и турбулентность пузырькового течения в плоском канале за обратным уступом. Для описания динамики течения и тепломассопереноса в газовой и дисперсной фазах используется эйлеров подход. При решении задачи используются осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье - Стокса, записанные с учетом наличия пузырьков. Исследовано влияние концентрации, начального диаметра воздушных пузырьков и высоты ребра-вихрегенератора на структуру турбулентного течения и длину отрывной области. Наличие ребра-вихрегенератора вызывает существенный (в два раза) рост уровня турбулентности как в однофазном, так и в двухфазном пузырьковом отрывном течении. Установленное ребро оказывает заметное влияние на турбулентность в отрывном потоке (рост уровня турбулентности достигает 60 %). Добавление пузырьков приводит к уменьшению длины зоны рециркуляции (на 60 % при ∆/H = 1/3)

Представлены некоторые результаты экспериментальных исследований проникания поликонических пенетраторов из стали марки ЭП637 в блоки бетона марки М400 и в песчаный грунт. Критическая скорость определялась путем последовательных итераций в диапазоне скоростей удара, характерном для перехода от неразрушенного (уменьшение длины модели менее чем на 5 % без учета затупления кавитатора) до разрушенного состояния пенетратора (уменьшение длины более чем на 5 % или нарушение целостности пенетратора). Определена критическая скорость соударения, выше которой происходит разрушение пенетратора

Представлены результаты численного моделирования и анализа устойчивости течения в пограничном слое на пластине с микрорельефом поверхности в виде длинных слотов (углублений), ориентированных под различными углами по отношению к набегающему потоку, при числе Маха M = 2. Рассматриваются слоты с числом Рейнольдса по глубине Re_h ≈ 1000, имеющие малую ширину по сравнению с длиной волны неустойчивости. С помощью численного моделирования определены особенности обтекания пластины с наклонными слотами и изучено развитие локализованных по времени возмущений. По осредненным профилям параметров пограничного слоя проведен анализ устойчивости течения в рамках линейной теории. Результаты расчетов показали, что наличие наклонных слотов приводит к возникновению в пограничном слое поперечного течения, которое вызывает увеличение скоростей роста возмущений. Полученные данные хорошо согласуются и объясняют эффект дестабилизации пограничного слоя наклонными слотами, наблюдаемый в экспериментах

Предложен эффективный способ учета граничных условий методом решеточных уравнений Больцмана, основанный на трассировке лучей. Данный подход обеспечивает высокую точность расчетов для сложных геометрических форм с использованием только дискретных поверхностных сеток, что исключает необходимость аналитического описания кривизны. Разработан надежный алгоритм геометрического пересечения, в котором тесты луч - отрезок (2D) и луч - плоскость (3D) позволяют точно локализовать граничные точки. Алгоритм не требует предварительной обработки и сохраняет второй порядок точности за счет применения классической схемы отскока. Верификация на задачах обтекания двумерных цилиндров (Re =100), аэродинамического профиля NACA0012 (Re = 500) и трехмерных сфер показала, что полученные результаты хорошо согласуются (погрешность определения коэффициента сопротивления при использовании сеток с 64-128 вершинами не превышает 3 %; отклонение от высокоточных эталонных данных составляет менее 10 %). Простота реализации, точность и полная совместимость с CAD-моделями делают предложенный подход перспективным для применения метода решеточных уравнений Больцмана в задачах автомобилестроения, аэрокосмической отрасли и энергетики.
Полный текст статьи на английском языке публикуется в англоязычной версии журнала ПМТФ (J. Appl. Mech. Tech. Phys. 2026. V. 67, N 2).

Проведено псевдопрямое численное моделирование процесса турбулентной естественной конвекции в замкнутой квадратной неравномерно подогреваемой полости, заполненной воздухом. Компоненты вектора скорости рассчитывались в рамках решеточного метода Больцмана с регуляризацией высокого порядка. При этом анализ термодинамических характеристик осуществлялся путем конечно-разностного решения макроскопического уравнения энергии с использованием схемы Рунге - Кутты четвертого порядка. Разработанный гибридный алгоритм, имитирующий метод прямого численного моделирования, тестировался на эталонных задачах турбулентной естественной конвекции. Численные исследования выполнены в диапазоне чисел Рэлея 10¹⁰ ≤ R ≤ 10¹¹. Установлено, что с ростом R увеличиваются интенсивность генерации тепловых плюмов на изотермических стенках и область формирования турбулентных вихрей. Выявлены стагнационные зоны теплоносителя в окрестности горизонтальных стенок. Показано, что распределение статистики второго порядка, за исключением температурной дисперсии, зависит от конфигурации тепловых плюмов

Представлены результаты экспериментов по созданию методом горячего прессования композиционного материала на основе титана ПТС-1 и упрочняющей фазы TiN с объемной долей 4, 8, 12, 21 %. Порошковая смесь титана и нитрида титана, механически обработанная в высокоэнергетической планетарной мельнице, спекалась при температурах 1200, 1300 и 1400 °C. Показано, что спеченные образцы содержат основные фазы α-Ti, β-Ti и вторичные фазы δ-TiN и ε-Ti₂N. При увеличении концентрации нитрида титана происходит полиморфное превращение β↔α с образованием эвтектоида α-Ti+TiN. Установлено, что повышение температуры спекания приводит к увеличению размера зерен β-фазы титана на 250 %. Вследствие высокой концентрации нитрида титана структура композита преобразуется, относительная плотность увеличивается до 99 %, твердость материала  ̶  на 97 % и модуль упругости  ̶  на 63 %

Приведены результаты экспериментов по изучению влияния энергии удара на остаточную прочность образцов из высокопрочного слоистого углепластика при сжатии. Для изучения влияния уровня остаточных напряжений, вызванных ударным воздействием, на остаточную прочность образцов проведены дополнительные исследования с использованием электронной спекл-интерферометрии методом сверления зондирующих отверстий. Определены значения остаточных напряжений в срединной плоскости образцов на границах зон удара. Разброс экспериментальных данных, вызванный рассеянными повреждениями в структуре материала, не позволил установить корреляцию между остаточными напряжениями после ударного воздействия с энергией 0÷110 Дж и остаточной прочностью образцов

Впервые получено точное решение двумерного интегрального уравнения Винера - Хопфа, которое используется при решении смешанных задач в остроугольных клиновидных областях. Рассматриваются смешанные задачи для произвольного многослойного анизотропного композита. Применяется метод блочного элемента в сочетании с топологическими и факторизационными подходами. Построенное решение имеет интегральное представление, которое может быть использовано в традиционных пакетах программ для вычисления интегралов при исследовании анизотропных композитов. Решение содержит особые множества, в которых оно обращается в бесконечность, что затрудняет прямое численное решение таких смешанных задач. Точное решение двумерного интегрального уравнения Винера - Хопфа равносильно решению смешанной задачи в клиновидной области с углом 90°. Использование этого результата и топологических методов позволяет решать данные уравнения в произвольных остроугольных клиновидных областях. Построена теория контактных задач для штампов клиновидной формы с острым углом