Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Rambler's Top100

Rambler's Top100

Поиск по журналу

Прикладная механика и техническая физика

2012 год, номер 6

1.
Импульсная аэродинамическая труба с комбинированным нагревом и стабилизацией параметров

А. А. Маслов, В. В. Шумский, М. И. Ярославцев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mails: maslov@itam.nsc.ru, shumsky@itam.nsc.ru,
yaroslav@itam.nsc.ru
Страницы: 3-10

Аннотация >>
Предложены схема и конструкция высокоэнтальпийной установки кратковременного действия (импульсной аэродинамической трубы) с различными режимами работы, реализуемыми путем комбинирования различных способов нагрева рабочего тела (электрической дуги, химической энергии, адиабатического сжатия, нагрева во внешнем по отношению к форкамере источнике тепла). Установка рассчитана на следующие диапазоны параметров: давление торможения p0 = 1 ÷ 200 МПа, температура торможения T0 = 600 ÷ 4000 К, число Маха M = 4 ÷ 20, время рабочего режима t < 1 с. Предусмотрена работа установки в режиме классической импульсной трубы с уменьшающимися параметрами рабочего тела и в режиме стабилизации параметров за счет синхронного движения навстречу друг другу оппозитно расположенных поршней мультипликатора давления.


2.
Частично инвариантные решения в газовой динамике и неявные уравнения

А. М. Барлукова, А. П. Чупахин
Новосибирский государственный университет,
630090 Новосибирск
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mail: ayuna.barlukova@gmail.com
Страницы: 11-24

Аннотация >>
Исследуется небарохронное регулярное частично инвариантное решение (подмодель) ранга один и дефекта два уравнений газовой динамики, описывающее неустановившиеся пространственные движения газа. Уравнения газовой динамики редуцируются к неявному обыкновенному дифференциальному уравнению первого порядка для вспомогательной функции и к интегрируемой системе. Приведена полная классификация неправильных особых точек ключевого уравнения в зависимости от параметра, характеризующего поток газа, а также найдены преобразования неправильных особых точек при изменении параметра. Исследованы качественные свойства решения и в терминах движения газа дана их физическая интерпретация. Показано, что существует два режима движения, один из которых является сверхзвуковым, а во втором возможен непрерывный переход через скорость звука.


3.
Влияние границ различной формы на динамику вихрей

А. А. Зайцев, А. И. Руденко*
Балтийский федеральный университет им. И. Канта,
236041 Калининград
*Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота,
236029 Калининград
E-mail: alex-rudenko@bk.ru
Страницы: 25-34

Аннотация >>
В рамках двумерной задачи рассмотрено движение вихря вблизи границы произвольной формы. Получены интегрируемые дифференциальные уравнения движения. Выведены две формы алгебраического уравнения траекторий движения вихря. Рассмотрены примеры движения вихря вблизи прямолинейной границы, в канале, в угловой области, в окрестности плоского выступа, в круглом бассейне и вблизи параболической границы.


4.
Релаксация и спектры мощности низкочастотных пульсаций в пенах

А. В. Решетников, В. Н. Скоков, В. П. Коверда
Институт теплофизики УрО РАН,
620016 Екатеринбург
E-mail: reshav@itp.uran.ru
Страницы: 35-40

Аннотация >>
Для установления связи между релаксационными характеристиками и спектром мощности пульсаций для случайного процесса исследована динамика пенообразования в растворе вода – глицерин. Пенообразование происходило при распаде газонасыщенного раствора и при барботаже раствора через пористый фильтр. Выявлены два типа релаксации пены – экспоненциальный и степенной. Степенной характер релаксации наблюдался при дополнительном воздействии ультразвуком. Установлена взаимосвязь характера релаксации с распределением низкочастотных пульсаций и спектрами мощности.


5.
Предельно автомодельное движение твердой частицы в свободномолекулярном потоке газа, истекающего из отверстия

Д. В. Садин, В. Ю. Алексашов, К. В. Алексеев, В. М. Варварский, Е. Л. Лебедев
Военно-космическая академия им. А. Ф. Можайского,
197082 Санкт-Петербург
E-mails: sadin@narod.ru, d_sadin@mail.ru
Страницы: 41-48

Аннотация >>
Рассматривается задача о движении одиночной сферической твердой частицы в дальнем следе свободномолекулярного потока газа, истекающего из отверстия. Показано, что пространственные распределения макроскопических параметров газа полностью определяются функциями одной переменной – координаты вдоль произвольной прямой, перпендикулярной оси симметрии. С учетом этого свойства получено безразмерное уравнение движения частицы, имеющее автомодельные решения – траектории движения и координаты частицы (следы) на мишени при различных начальных условиях. Рассмотрены условия определения местоположения течи газа по следам частиц на мишени.


6.
Осредненные скорости жидкости в окрестности цилиндра, обтекаемого турбулентным потоком в открытом канале. Эксперимент

А. В. Чеботников
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mail: AVChebotnikov@gmail.com
Страницы: 49-57

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментов, в которых круглый цилиндр, расположенный вблизи дна прямоугольного канала, обтекался в поперечном направлении статистически-стационарным турбулентным докритическим потоком со свободной поверхностью. С помощью PIV-метода получены данные о поле осредненной скорости в окрестности цилиндра. По градиентам продольной компоненты скорости определены касательные напряжения на дне канала. Показано, что наличие в потоке цилиндра приводит к появлению значительных вертикальных осредненных скоростей и существенному изменению касательных напряжений на дне канала.


7.
Теоретическое и экспериментальное исследование волн, распространяющихся вдоль ребра клина

Х. Б. Толипов
Южно-Уральский государственный университет,
454080 Челябинск
E-mail: thb@susu.ac.ru
Страницы: 58-64

Аннотация >>
Исследованы свойства поверхностной акустической волны, движущейся вдоль ребра в упругом клине. Получены уравнения, позволяющие определить характер рассматриваемого волнового движения. Предложена методика определения с учетом особенностей волновых процессов в клиновидной области параметров поля, адекватно описывающих экспериментально подтверждаемые акустические явления. Проведено сравнение результатов теоретического исследования с экспериментальными данными, полученными на оригинальной установке, позволяющей определять величину смещений на небольших участках поверхности.


8.
Зависимости формы фронта кристаллизации и скорости роста слитка кремния от режима теплообмена в методе Бриджмена—Стокбаргера

П. В. Антонов, В. С. Бердников
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mail: berdnikov@itp.nsc.ru
Страницы: 65-77

Аннотация >>
Численно исследован сопряженный теплообмен при выращивании кристаллов мультикремния в плоскодонных тиглях по методу Бриджмена—Стокбаргера. С учетом теплоты фазового перехода решены нестационарные уравнения конвективного теплообмена в области, занятой расплавом кремния, а также уравнения теплопроводности в массиве затвердевшего кремния и в стенках графитового тигля правильной цилиндрической формы. Проведено сравнение процессов кристаллизации в режиме нестационарной теплопроводности и режиме термогравитационной конвекции.


9.
Эффекты соре и дюфура в случае свободно-конвективного магнитогидродинамического тепломассопереноса при наличии термофореза и химической реакции на пористой растягивающейся поверхности. Теоретико-групповое преобразование

Н. Сива Раман, К. К. Сивагнана Прабу, Р. Кэндэзэми*
Инженерный колледж Университета Анны,
600040 Ченнай,
Тамилнад, Индия
*Исследовательский центр вычислительной гидродинамики Университета Тун Хуссейн Онн,
86400 Бату-Пахат, Джохор, Малайзия
E-mail: future990@gmail.com
Страницы: 78-87

Аннотация >>
С использованием теоретико-группового метода решена задача о совместном влиянии термодиффузии и диффузионной теплопроводности в случае свободно-конвективного магнитогидродинамического тепломассопереноса на пористой растягивающейся поверхности при наличии термофоретического осаждения частиц и различных параметрах потока. С помощью однопараметрических групп исходная система определяющих дифференциальных уравнений в частных производных с граничными условиями сводится к системе обыкновенных дифференциальных уравнений с соответствующими граничными условиями, которые решаются численно методом стрельбы с использованием схемы интегрирования Рунге—Кутты—Джилла. Показано, что при наличии термофореза и химической реакции существенное влияние на область течения оказывают эффекты Соре и Дюфура.


10.
Механоактивация процесса переноса в полимерных системах

В. И. Попов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mail: vipopov@itp.nsc.ru
Страницы: 88-97

Аннотация >>
Исследуется механоактивация (изменение реакционной способности, энергии активации) полимерных систем с локально-неравновесной (релаксационной) реакцией на механические возмущения. Механоактивация в таких системах обусловлена отклонением микроструктуры среды от состояния локального термодинамического равновесия. Сформулирована система уравнений для сдвигового и одноосного (элонгационного) режимов деформирования. Рассматривается влияние локальной неравновесности в микроструктуре среды на механизм и закономерности процесса макропереноса, а также влияние напряженного состояния полимерной системы, структурно-кинетического и ориентационного (стерического) факторов на реакционную активность полимерных систем. Показано, что реакционная активность систем со сложной внутренней структурой имеет энергетический, энтропийный характер и зависит от размера реакционной зоны (эффект «нанореактора»). Для сдвигового и одноосного режимов деформирования полимерных систем определены диапазоны значений механоактивационных параметров, влияющих на реакционную способность и энергию активации этих систем.


11.
К построению определяющих уравнений ползучести ортотропных материалов с различными свойствами при растяжении и сжатии

И. Ю. Цвелодуб
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mail: itsvel@hydro.nsc.ru
Страницы: 98-101

Аннотация >>
Предлагаются определяющие уравнения установившейся ползучести для конструкционных алюминиевых сплавов, которые при повышенных температурах наряду с разносопротивляемостью растяжению и сжатию обладают существенной анизотропией.


12.
Предельное пластическое состояние тонкого полого диска при термомеханическом нагружении

С. Е. Александров, Е. А. Лямина
Институт проблем механики РАН им. А. Ю. Ишлинского,
119526 Москва
E-mail: sergei_alexandrov@yahoo.com
Страницы: 102-111

Аннотация >>
Рассматривается предельное пластическое состояние тонкого полого осесимметричного диска, подвергнутого термомеханическому нагружению при однородном распределении давления на внутреннем контуре и температуры, увеличивающихся в процессе деформирования. Получено полуаналитическое решение поставленной краевой задачи. Исследуются качественные особенности поведения решения при потере диском несущей способности.


13.
Пластическое течение в окрестности вершины трещины. Энергетический критерий разрушения и его связь с J-интегралом

А. А. Буханько, А. И. Хромов
Самарский государственный аэрокосмический университет им. С. П. Королева,
443086 Самара
E-mails: abukhanko@mail.ru, khromov@ssau.ru
Страницы: 112-120

Аннотация >>
На основе теории идеального жесткопластического тела рассматривается пластическое течение в окрестности вершины трещины, движущейся внутри упругопластического тела. Материал в окрестности вершины трещины рассматривается как тело, состоящее из внешней упругой и внутренней жесткопластической областей. Показано, что это представление энергетически обосновано для небольших пластических областей. Получено распределение удельной диссипации работы внутренних сил и деформаций вдоль траектории движения частицы в окрестности вершины трещины. Установлена связь между удельной диссипацией работы внутренних сил и J-интегралом в условиях плоской деформации.


14.
Численное моделирование методом молекулярной динамики образования волн при косом соударении пластин

С. П. Киселев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mail: kiselev@itam.nsc.ru
Страницы: 121-133

Аннотация >>
Представлены результаты численного моделирования методом молекулярной динамики образования волн при косом симметричном соударении металлических пластин. В этом случае при соударении пластин реализуются те же условия нагружения, что и при сварке взрывом. Показано, что развитие волн на границе свариваемых пластин обусловлено автоколебаниями в окрестности точки контакта. На основе численных расчетов предложен механизм раскачки и поддержания автоколебаний.


15.
Метод определения реологических и энергетических характеристик ударного сжатия металлов

В. М. Косенков, В. М. Бычков
Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины,
54018 Николаев, Украина
E-mail: v.m.kosenkov@gmail.com
Страницы: 134-143

Аннотация >>
На основе метода Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона разработан метод определения времени релаксации касательных напряжений и изменения количества тепла, выделившегося в процессе деформирования материала. Проведена апробация метода в процессе экспериментального исследования реологических и энергетических характеристик алюминиевого сплава АМг5 М в диапазоне скоростей деформации от 300 до 1500 с-1. Определена зависимость между временем релаксации, тепловой и внутренней энергиями сплава АМг5 М в процессе его ударного сжатия.


16.
Высокоскоростное деформирование и разрушение фибробетона

А. М. Брагов*,**, Б. Л. Карихалу***, Ю. В. Петров****, А. Ю. Константинов*, Д. А. Ламзин*,**, А. К. Ломунов*,**, И. В. Смирнов****
*Научно-исследовательский институт механики Нижегородского
государственного университета им. Н. И. Лобачевского,
603950 Нижний Новгород
**Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет,
603950 Нижний Новгород
***Университет г. Кардиффа,
CF10 3XQ Кардифф, Великобритания
****Санкт-Петербургский государственный университет,
199034Санкт-Петербург
E-mails: postmaster@mech.unn.ru, yp@YP1004.spb.edu
Страницы: 144-152

Аннотация >>
Представлены результаты динамических испытаний на сжатие и растяжение при раскалывании композитного материала – фибробетона CARDIFRC, выполненных с использованием методики Кольского и ее модификации. Экспериментально определены прочностные и деформационные характеристики фибробетона при высоких скоростях деформации. Показана зависимость механических характеристик от скорости деформации и скорости роста напряжений. На основе структурно-временного подхода дана единая интерпретация скоростных эффектов разрушения испытанного фибробетона. Показано, что и при сжатии, и при растяжении зависимости прочности фибробетона от времени эффективно рассчитываются по критерию инкубационного времени.


17.
Вращение стержневой системы, содержащей поток инерционной жидкости

А. Д. Сергеев
Институт проблем машиноведения РАН,
199178 Санкт-Петербург
E-mail: dievich@rambler.ru
Страницы: 153-158

Аннотация >>
Рассматривается стержневая система, для которой можно корректно поставить и решить задачу о трехмерных движениях в физическом пространстве участка упругого трубопровода, содержащего поток инерционной несжимаемой жидкости. Описывается не исследовавшееся ранее физическое явление – прецессия оси упругого трубопровода, вдоль которого протекает инерционная несжимаемая жидкость. С использованием методов динамики абсолютно твердого тела теоретически установлена возможность возникновения в открытой (обменивающейся массой со своим окружением) упругоинерционной стержневой системе трехмерного динамического процесса.


18.
Термоупругая модель схождения снежных лавин и грунтовых оползней

А. Д. Чернышов
Воронежский государственный университет инженерных технологий,
394000 Воронеж
E-mail: chernyshovad@mail.ru
Страницы: 159-167

Аннотация >>
Снежный или грунтовый массив клиновидной формы, находящийся на плоском склоне горы, в связной постановке моделируется термоупругой средой, на которую действуют массовая сила тяжести, равномерная поверхностная нагрузка и тепловой поток. Получено точное решение задачи о равновесии массива. Из условий невозможности равновесия выведены два критерия, при выполнении которых начинается схождение снежной лавины или грунтового оползня. Данный результат может быть использован для прогноза образования грунтовых оползней и схождения снежных лавин в горных условиях.


19.
Влияние конической отрывной зонына процесс холодного газодинамического напыления

А. П. Алхимов, В. Ф. Косарев, С. В. Клинков, А. А. Сова
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mail: vkos@itam.nsc.ru
Страницы: 168-174

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального и численного исследования влияния конических отрывных зон, искусственно создаваемых перед преградой при натекании на нее сверхзвуковой двухфазной струи, на характер движения частиц диаметром менее 1 мкм и на процесс холодного газодинамического напыления в целом. В результате расчетов выявлено существенное влияние искусственно создаваемой перед преградой конической отрывной зоны на характер движения частиц, в частности установлено увеличение по сравнению со схемой напыления без иглы максимальной скорости соударения частиц с преградой. Тем самым показана возможность формирования путем холодного газодинамического напыления покрытия из частиц диаметром менее 1 мкм, предложена схема практической реализации процесса.


20.
Анализ стойкости материалов в критических сечениях сопел газодинамических установок высокого давления

М. Е. Топчиян*,**, В. И. Пинаков**, А. А. Мещеряков***, В. Н. Рычков*,***
*Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
**Новосибирский государственный университет,
630090 Новосибирск
***Конструкторско-технологический филиал Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск
E-mail: topch@hydro.nsc.ru
Страницы: 175-183

Аннотация >>
Разработан подход, позволяющий проводить оценку пригодности материалов для изготовления сопловых вставок, предназначенных для аэродинамических установок сверхвысокого давления, в которых в качестве рабочего газа используются технический азот и воздух. Проведен анализ ряда перспективных материалов.


21.
Моделирование процесса стационарной электрохимической обработки поверхности двумя несимметричными катодами-пластинами

В. В. Клоков, Д. Е. Сергеев
Казанский (Приволжский) федеральный университет,
420008 Казань
E-mail: windes@rambler.ru
Страницы: 184-189

Аннотация >>
С использованием метода гидродинамической аналогии решена задача стационарного электрохимического формообразования с помощью двух полубесконечных катодов-пластин при их произвольном расположении относительно направления подачи. Особенностью задачи является неоднолистность годографа скорости.