Представлен программный комплекс SUNSHYNE, предназначенный для численного моделирования течений сжимаемого газа на современных многопроцессорных вычислительных системах, включающих высокопроизводительные графические ускорители. Комплекс обладает графическим интерфейсом пользователя и позволяет выполнять расчеты в областях со сложной геометрией для промышленных приложений за счет различных способов задания граничных условий, использования неструктурированных и блочных структурированных сеток, а также сопряжения с системами автоматизированного проектирования. Описываются реализованные в коде физические модели и численные методы, функциональные возможности пакета, приводятся примеры расчетов, выполненных с его помощью, включая расчеты неравновесных течений, прямое численное моделирование перехода к турбулентности и моделирование гетерогенной детонации
Разработана и реализована численная модель динамического разрушения пластины из функционально-градиентного материала на основе стали марки Ст.3 и титанового сплава ВТ8 при ударно-волновом нагружении. Численное моделирование выполнено методом конечных элементов в трехмерной постановке с использованием программного комплекса EFES. Для описания свойств градиентного материала введен параметр смешивания, обеспечивающий плавный переход между материалами по толщине пластины. Проведены численный тест, аналогичный тесту Тейлора, и моделирование соударения алюминиевого ударника с непрерывно-градиентной преградой, что позволило оценить остаточные деформации, профили давления и условия возникновения откольного разрушения. Установлено, что направление градиента Ст.3 → ВТ8 обеспечивает эффективное рассеяние ударной волны и подавление откольного разрушения, тогда как противоположно направленный градиент приводит к локализации растягивающих напряжений и формированию откольного фрагмента. Полученные численно значения толщины откола хорошо согласуются с экспериментальными данными, что подтверждает адекватность модели, предложенной для прогнозирования динамической прочности функционально-градиентных структур при высокоскоростных нагрузках
Д.С. Журкина, С.В. Лавриков, А.Ф. Ревуженко
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия daria.zhurk@gmail.com
Ключевые слова: математическая модель, структура, пластические сдвиги, массив горных пород, выработка, распределение напряжений
Страницы: 188-200
Предложена математическая модель из класса моделей обобщенных сред, обладающих внутренней микроструктурой. Рассматривается неоднороднaя деформация бесконечно малого элементарного объема. На границах элементарных объемов учитываются пластические сдвиги. В отличие от классического описания сплошной среды вводятся дополнительные кинематические степени свободы, которые в плоском случае описываются двумя независимыми гладкими полями смещений, что приводит к появлению в определяющих уравнениях параметра с размерностью длины, характеризующего структуру среды. На основе модели численно решена задача о перераспределении напряжений в приконтурной зоне системы выработок массива горных пород, возникающей при использовании одной из технологий добычи полезных ископаемых. Показано, что учет микроструктуры среды, отсутствующий в классических упругопластических моделях, приводит к переносу значительной доли нагрузки от границ выработок вглубь деформируемой среды
В.М. Фомин, А.Е. Краус, А.Ю. Мельников, Д.Е. Воробьев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия fomin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: баллистический предел, АБС-пластик, динамическое нагружение, баллистические кривые, численное моделирование
Страницы: 201-209
Проведено нагружение пластин конечной толщины (1 ÷ 5 мм) из АБС-пластика (акрилонитрилбутадиенстирола) с целью определения механических параметров данного материала. Нагружение осуществлялось сферической частицей массой 0,45 г, изготовленной из свинца. Выполнена серия экспериментов, результаты которых положены в основу математического моделирования с использованием комплекса ''Reactor3D''. Результаты проведенного сравнения показывают, что сферическая частица массой 0,45 г образует сквозное отверстие в преграде из АБС-пластика толщиной 3,5 мм при скорости взаимодействия не менее 230 м/с. Для преград из АБС-пластика толщиной 1 ÷ 5 мм требуется скорость взаимодействия в диапазоне 140 ÷ 300 м/с. Установлено, что параметры, полученные в ходе исследования, описывают поведение пластин конечной толщины при нагружении с погрешностью, не превышающей 5 %.
А.Е. Краус, И.И. Шабалин, Е.И. Краус, А.Е. Бузюркин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия akraus@itam.nsc.ru
Ключевые слова: динамическое нагружение, металломатричные композиты, механические свойства, численное моделирование, прочность
Страницы: 210-220
Для оценки возможности замены дорогостоящих сплавов на новые металломатричные композиты, состоящие из более доступных материалов, проведено сравнение динамического нагружения широко применяемого в авиации титанового сплава ВТ20 с металломатричным композитом из стали марки 316L и алюминия марки А356
В.М. Фомин, Т.А. Брусенцева, С.Э. Лукин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия fomin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: эпоксидная смола, фотолюминесцентный порошок, модуль упругости, интенсивность свечения
Страницы: 221-232
Исследованы образцы механолюминесцентных материалов на основе эпоксидной смолы, наполненной люминофором SrAl2O4:Eu,Dy (SAOED). Экспериментально определены характеристики упругости люминофора. Получены зависимости интенсивности механолюминесценции от параметров нагружения. Экспериментально доказано последовательное высвечивание образцов при циклическом нагружении
Т.М. Видюк, В.Ф. Косарев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия vidyuk@itam.nsc.ru
Ключевые слова: холодное газодинамическое напыление, покрытие, гидрофобность, антиобледенительные свойства, водоотталкивающие свойства
Страницы: 233-250
Проведен обзор исследований гидрофобных и антиобледенительных покрытий, получаемых методом холодного газодинамического напыления. Рассмотрены подходы к получению этим методом на основе полимеров, металлов и керамики покрытий, обладающих высокими гидро- и ледофобными свойствами. Важным преимуществом метода холодного газодинамического напыления является формирование развитой структуры покрытий, позволяющей достигать высоких гидро- и ледофобных свойств без проведения дополнительной обработки. Рассмотрены основные теоретические модели смачивания и факторы, определяющие антиобледенительные свойства поверхностей
Исследовано влияние минеральных компонентов бурого угля на эффективность горения угольных микрочастиц при импульсно-периодическом воздействии лазерным излучением (1064 нм, 120 мкс, 3 Гц). Экспериментальные образцы представляли собой прессованные таблетки с плотностью 1 г/см3. При облучении микрочастиц одинаковыми дозами излучения величина выгоревшей массы больше у образцов с более высокой зольностью, что свидетельствует о каталитическом влиянии минеральной части угля на скорость выгорания. Методом сканирующей электронной микроскопии исследована морфология поверхности и поперечных сколов образцов после облучения. Установлено, что на поверхности высокозольных образцов наблюдаются оплавленные капли минералов, а на поперечных сколах - каналы выгоревшей органической части и образование фазы оксида кальция.
Проведено исследование лазерного зажигания образцов бурого угля (марка 2Б, разрез Кайчакский) до и после деминерализации прямоугольными импульсами длительностью 1 и 10 мс при помощи квазинепрерывного иттербиевого лазера YLR-150/1500-QCW-MM-AC (1070 нм, 1.6 кВт). Показано, что деминерализация угля приводит к увеличению величины плотности энергии, необходимой для его зажигания.
Г.Г. ДУЛЬЦЕВА1,2, С.Н. ДУБЦОВ1,2, Т.В. КОБЗЕВА1 1Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, Новосибирск, Россия dultseva@kinetics.nsc.ru 2Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Новосибирск, Россия dubtsov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: фотохимическое аэрозолеобразование, атмосферный органический аэрозоль, биогенные альдегиды, загрязнение воздуха городов
Страницы: 528-536
Исследован механизм образования атмосферного органического аэрозоля при взаимодействии выделяемых растительностью альдегидов с типичными загрязнителями городского воздуха. В лабораторных условиях изучена кинетика образования аэрозолей в парах альдегидов и определено влияние озона и оксидов азота на скорость и механизм образования конденсирующихся продуктов. Показано, что химическая природа концевых групп растущей органической цепи меняется в присутствии повышенных концентраций озона. Оценено влияние биогенных альдегидов на уменьшение токсичности загрязненного городского воздуха. Проведены натурные измерения, в которых выявлена роль растительности в снижении токсического действия антропогенных загрязнителей атмосферы.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
