|
|
Главная – Журналы – Прикладная механика и техническая физика 2020 номер 5
Array
(
[SESS_AUTH] => Array
(
[POLICY] => Array
(
[SESSION_TIMEOUT] => 24
[SESSION_IP_MASK] => 0.0.0.0
[MAX_STORE_NUM] => 10
[STORE_IP_MASK] => 0.0.0.0
[STORE_TIMEOUT] => 525600
[CHECKWORD_TIMEOUT] => 525600
[PASSWORD_LENGTH] => 6
[PASSWORD_UPPERCASE] => N
[PASSWORD_LOWERCASE] => N
[PASSWORD_DIGITS] => N
[PASSWORD_PUNCTUATION] => N
[LOGIN_ATTEMPTS] => 0
[PASSWORD_REQUIREMENTS] => Пароль должен быть не менее 6 символов длиной.
)
)
[SESS_IP] => 44.200.122.214
[SESS_TIME] => 1728077977
[BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
[fixed_session_id] => 80167464523e61c3a8b02a9b0e5c3c2d
[UNIQUE_KEY] => eddb1c3e9c818279f6e14af398165869
[BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
(
[LOGIN] =>
[POLICY_ATTEMPTS] => 0
)
)
2020 год, номер 5
Страницы: 3-4
Аннотация >>
5 ноября 2020 г. исполняется 80 лет Василию Михайловичу Фомину - выдающемуся российскому ученому, профессору, доктору физико-математических наук, действительному члену Российской академии наук, крупному специалисту в области механики сплошных сред и машиностроения, основателю научной школы по моделированию ударно-волновых процессов в многокомпонентных и гетерогенных средах.
|
С.А. Гапонов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия gaponov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: пограничный слой, устойчивость, подвод тепла, пламя, автомодельный, возмущения, boundary layer, stability, heat supply, flame, self-similar, disturbances
Страницы: 5-13
Аннотация >>
Исследуется устойчивость дозвукового пограничного слоя при введении тепла в его узкую полосу. Установлено, что максимальная протяженность устойчивого пограничного слоя при подводе тепла уменьшается приблизительно в три раза по сравнению со случаем теплоизолированной стенки в отсутствие подвода тепла. Диапазон частот возмущений и степень их роста увеличиваются приблизительно в два раза. В отличие от случая отсутствия подвода тепла наиболее быстро растет трехмерное возмущение. В случае нагретой стенки при введении тепла внутрь пограничного слоя скорость роста возмущений уменьшается, что может привести к увеличению протяженности ламинарного участка пограничного слоя.
DOI: 10.15372/PMTF20200501 |
С.Г. Миронов, С.В. Кириловский, Т.В. Поплавская, И.С. Цырюльников, А.А. Маслов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия mironov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковые течения, управление обтеканием, газопроницаемые пористые вставки, аэродинамическое сопротивление, supersonic flow, flow control, gas-permeable porous insert, drag
Страницы: 14-20
Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального и численного моделирования сверхзвукового обтекания под различными углами атаки цилиндра с передней газопроницаемой высокопористой вставкой. Эксперименты проведены в сверхзвуковой аэродинамической трубе при числе Маха M∞=7 и единичном числе Рейнольдса Re1=1,5 х 106 м-1 в диапазоне углов атаки 0÷25о. Численное моделирование выполнено на основе решения трехмерных уравнений Навье - Стокса, осредненных по Рейнольдсу, с использованием трехмерной кольцевой скелетной модели пористого материала. Получены экспериментальные и расчетные значения коэффициентов сопротивления и подъемной силы цилиндра со вставкой с пористостью 95 % и диаметром пор 2 мм при различных значениях длины вставки и угла атаки.
DOI: 10.15372/PMTF20200502 |
Б.Ю. Занин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия zanin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: пограничный слой, ламинарно-турбулентный переход, летные исследования, boundary layer, laminar-turbulent transition, flight tests
Страницы: 21-31
Аннотация >>
Представлен обзор проведенных в 80-х гг. XX в. летных исследований, в которых изучался процесс перехода от ламинарного течения к турбулентному в пограничном слое на крыле планера при различных уровнях атмосферной турбулентности. Результаты получены с помощью термоанемометрических измерений и посредством визуализации течения на поверхности крыла методом сублимирующих покрытий. Установлено, что переход происходит в несколько этапов: возникновение, развитие и разрушение дискретного пакета волн неустойчивости в области неблагоприятного градиента давления. Проведено сравнение полученных данных с результатами аналогичных исследований в большой аэродинамической трубе на таком же реальном крыле планера при натурных числах Рейнольдса.
DOI: 10.15372/PMTF20200503 |
В.И. Запрягаев, И.Н. Кавун, Л.П. Трубицына
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия zapr@itam.nsc.ru
Ключевые слова: угол сжатия, сверхзвуковое течение, скачки уплотнения, ламинарный отрыв, высоконапорный слой, compression angle, supersonic flow, shock waves, laminar separation, high-pressure layer
Страницы: 32-39
Аннотация >>
Представлены результаты исследования ламинарного отрывного течения в угле сжатия при значениях числа Маха набегающего потока M = 6; 8. Рассмотрена ударно-волновая структура течения в области присоединения. Исследован механизм формирования высоконапорного слоя, представляющего собой узкую область газа, расположенную над пограничным слоем ниже по потоку от линии присоединения.
DOI: 10.15372/PMTF20200504 |
П.А. Поливанов, Д.В. Хотяновский, А.И. Кутепова, А.А. Сидоренко
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия polivanov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: пограничный слой, ударная волна, ламинарно-турбулентный переход, отрыв потока, прямое численное моделирование, уравнения Рейнольдса, линейная теория устойчивости, boundary layer, shock wave, laminar-turbulent transition, flow separation, direct numerical simulation, Reynolds equations, linear stability theory
Страницы: 40-51
Аннотация >>
Проведено численное моделирование взаимодействия ламинарного пограничного слоя с ударной волной при значении числа Маха M=1,43. Выполнено сравнение результатов, полученных путем прямого численного моделирования, и результатов расчетов с использованием осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье - Стокса, дополненных разными моделями турбулентности, описывающими ламинарно-турбулентный переход. Оценена возможность определения положения зоны турбулизации течения на основе линейной теории устойчивости и eN-метода. На основе результатов сравнения численного моделирования с экспериментальными данными установлена возможность использования инженерных RANS-методов для исследования сверхзвуковых течений, турбулизация которых происходит в областях взаимодействия ударной волны с пограничным слоем.
DOI: 10.15372/PMTF20200505 |
В.П. Фомичев1,2, Т.А. Коротаева1,2, М.А. Ядренкин1
1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия fomichev@itam.nsc.ru 2Новосибирский государственный технический университет, 630073 Новосибирск, Россия korta@itam.nsc.ru
Ключевые слова: магнитогидродинамическое взаимодействие, управление гиперзвуковым потоком воздуха, электрический разряд, магнитное поле, magnetohydrodynamic interaction, control hypersonic air flow, electric discharge, magnetic field
Страницы: 52-67
Аннотация >>
Представлен краткий обзор наиболее значимых работ в области магнитоплазменной аэродинамики, проводившихся в Институте теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН в последние 20 лет.
DOI: 10.15372/PMTF20200506 |
Н.М. Терехова
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия terekh@itam.nsc.ru
Ключевые слова: неизобарическая струя, слой смешения, неустойчивость Кельвина-Гельмгольца, неустойчивость Тейлора-Гертлера, nonisobaric jet, mixing layer, Kelvin-Helmholtz instability, Taylor-Gortler instability
Страницы: 68-76
Аннотация >>
Исследовано влияние искривления траекторий движения газа на начальном участке сверхзвуковой неизобарической струи на характеристики нестационарных возмущений из класса неустойчивости Кельвина - Гельмгольца. Показано, что при наличии бочкообразной структуры на начальном участке возникают стационарные возмущения Тейлора - Гертлера в виде продольных структур (полосчатых образований). Исследования проведены для слоя смешения при числе Маха $\M=1{,}5$. Рассмотрена возможность усиления и подавления роста волн Кельвина - Гельмгольца стационарными волнами Тейлора - Гертлера. Нелинейная задача решена в рамках трехволновых резонансных взаимодействий в локально-параллельном приближении. Волной накачки является стационарная волна Тейлора - Гертлера. Показано, что на начальном участке может происходить как усиление, так и подавление бегущих волн малой амплитуды.
DOI: 10.15372/PMTF20200507 |
О.И. Вишняков, П.А. Поливанов, А.А. Сидоренко
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия vis_ol@itam.nsc.ru
Ключевые слова: измерения скорости PIV-методом, взаимодействие ударной волны с пограничным слоем, сверхзвуковое течение, отрыв, velocity measurements by the PIV method, interaction between a shock wave and a boundary layer, supersonic flow, separation
Страницы: 77-87
Аннотация >>
С использованием PIV-метода проведено измерение скорости течения в зоне взаимодействия ударной волны с пограничным слоем на пластине при значении числа Маха M=1,43. Рассмотрено два состояния набегающего пограничного слоя: ламинарный и турбулентный, причем толщина пограничного слоя может быть на два порядка меньше характерного продольного масштаба течения. Выполнено сравнение результатов измерения скорости в пограничном слое, полученных с помощью PIV-метода при различных настройках аппаратуры, и результатов измерений, выполненных с использованием различных алгоритмов определения смещения частиц-трассеров и восстановления по ним полей скорости. Показано, что основным ограничением для увеличения пространственного разрешения является инерция частиц-трассеров.
DOI: 10.15372/PMTF20200508 |
С.В. Алексеенко, Е.Б. Бутаков, Л.М. Чикишев, Д.К. Шараборин
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия aleks@itp.nsc.ru
Ключевые слова: факелы, горение пылеугольной взвеси, воспламенение, панорамные оптические измерения, flames, pulverized coal combustion, ignition, panoramic optical measurements
Страницы: 88-94
Аннотация >>
Проведены экспериментальные исследования факельного диффузионного горения газа при различных расходах CH4-N2 и постоянном расходе угля. Получены кривые уноса диффузионного пламени для различных диаметров сопла. Показано, что увеличение диаметра сопла приводит к уменьшению минимального остатка расхода горючего газа, при котором возможно устойчивое горение. Незначительное уменьшение остатка расхода горючего газа наблюдается также при подаче угля. Проведена регистрация флюоресцентного свечения OH, позволяющего анализировать положение и динамику фронта пламени.
DOI: 10.15372/PMTF20200509 |
В.П. Замураев, А.П. Калинина
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия zamuraev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: горение керосина, осевой инжектор, сверхзвуковой поток, дросселирующая струя, околозвуковой режим, kerosene combustion, axial injector, supersonic flow, throttling jet, transonic regime
Страницы: 95-100
Аннотация >>
Проведено численное моделирование структурных изменений сверхзвукового течения в канале переменного сечения при осевой подаче керосина под воздействием струи, создающей эффект дросселя. Решались осредненные уравнения Навье-Стокса, замыкаемые (κ-ε)-моделью турбулентности. Горение керосина моделировалось с помощью уравнений упрощенной химической кинетики. Выполнен численный и аналитический анализ развития процессов в канале для различных видов топлива (водорода, этилена и керосина) и проведено сравнение с экспериментальными данными. Установлено, что в случае использования керосина для формирования околозвуковой области необходимо применять газодинамические импульсы большей интенсивности.
DOI: 10.15372/PMTF20200510 |
И.Ф. Головнев, Е.И. Головнева, В.М. Фомин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия golovnev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: метод молекулярной динамики, гибридная модель, метод Монте-Карло, течение в наноканале, ацетилен, теплообмен, адсорбция, molecular dynamic method, hybrid model, Monte Carlo method, flow in a nanochannel, acetylene, heat transfer, adsorption
Страницы: 101-108
Аннотация >>
Разработана и усовершенствована гибридная (с использованием методов молекулярной динамики и Монте-Карло) модель расчета течения газа в цилиндрическом канале с учетом теплообмена между молекулами газа и поверхностью и адсорбции молекул на поверхности канала. Рассмотрены два варианта течений в канале: течение, при котором полное количество молекул в системе не менялось со временем, и течение, при котором имитируется бесконечный объем колб или колбы с постоянным давлением. Исследованы три варианта моделирования взаимодействия молекул со стенками: 1) молекула упруго рассеивается с вероятностью WE; 2) происходит неупругое рассеяние (рассеяние с энергообменом) с вероятностью WT; 3) с вероятностью WA реализуется осаждение (адсорбция) молекулы на поверхность твердого тела. При этом сумма вероятностей равна единице. Установлено, что учет адсорбции оказывает значительное влияние на скорость центра масс молекул и на плотность потока молекул в расчетных объемах.
DOI: 10.15372/PMTF20200511 |
Е.О. Цибульская1, Н.А. Маслов1, П.М. Ларионов2, В.Л. Ганимедов1
1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия euglenaria@gmail.com 2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, 630090, Россия ptrl@mail.ru
Ключевые слова: математическое моделирование, вычислительный алгоритм, ротационный биореактор, вихри Тейлора, уравнения Навье - Стокса, ламинарный режим течения, касательное напряжение, скаффолд, лазерно-индуцированная флюоресценция, метод главных компонент, mathematical modeling, computational algorithm, rotational bioreactor, Taylor vortices, Navier-Stokes equations, laminar flow regime, shear stress, scaffold, laser-induced fluorescence, principal component method
Страницы: 109-121
Аннотация >>
Разработана технология выращивания костной ткани на тонком скаффолде в ротационном биореакторе. Для отработки метода определен оптимальный режим культивирования клеточного материала и разработан оптический метод диагностики развития костной ткани в процессе ее выращивания. Проведено численное моделирование течения жидкости в биореакторе, позволившее значительно упростить проведение медицинского эксперимента и выбрать оптимальные значения частоты вращения и касательных напряжений, действующих на размещенный на скаффолде клеточный материал. Оптическая диагностика образцов скаффолда в процессе динамического культивирования в биореакторе проведена с помощью метода лазерно-индуцированной флюоресценции. С использованием алгоритма на основе метода главных компонент проведен анализ спектральных данных, позволивший вычислить спектры возбуждения и флюоресцентного излучения основных флюоресцирующих веществ в образце (аминокислот тирозина и триптофана, структурного белка коллагена и флюоресцирующих структур поликапролактона). Установлено, что в процессе динамического культивирования в образцах увеличивается вклад компоненты, соответствующей коллагену, что свидетельствует об эффективном формировании внеклеточного матрикса кости.
DOI: 10.15372/PMTF20200512 |
М.А. Пахомов, В.И. Терехов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия pakhomov@ngs.ru
Ключевые слова: тепломассоперенос, турбулентность, диффузор, отрыв потока, труба, численное моделирование, heat and mass transfer, turbulence, diffuser, flow separation, pipe, numerical simulation
Страницы: 122-133
Аннотация >>
Представлены результаты численного исследования влияния положительного продольного градиента давления при внезапном расширении трубы на структуру турбулентного двухфазного течения и локальный теплоперенос. Показано, что продольный градиент давления оказывает существенное влияние на характеристики течения и теплоперенос в газокапельном отрывном потоке. Увеличение угла раскрытия диффузора приводит к значительному увеличению степени турбулентности течения (практически в два раза по сравнению с газокапельным течением при внезапном расширении трубы при φ = 0 oC. Установлено, что в исследуемом течении существенно увеличивается длина зоны рециркуляции по сравнению с отрывным газокапельным потоком при φ = 0 oC и смещается точка максимума интенсивности теплообмена вниз по течению. При этом координата точки максимума интенсивности теплоотдачи не совпадает с координатой точки присоединения оторвавшегося двухфазного потока.
DOI: 10.15372/PMTF20200513 |
В.Н. Ярыгин, В.Г. Приходько, И.В. Ярыгин
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия yarygin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: струи жидкостных ракетных двигателей, моделирование в вакуумных камерах, диагностика газокапельных потоков, обратные потоки, управление структурой течения за соплом, jets of liquid propellant thrusters, modeling in vacuum chambers, diagnostics of gas-droplet flows, backflows, flow structure control behind nozzle
Страницы: 134-143
Аннотация >>
Представлен краткий обзор выполненных в Институте теплофизики СО РАН экспериментальных исследований истечения струй жидкостных ракетных двигателей малой тяги, используемых в качестве двигателей управления и ориентации космических аппаратов включая Международную космическую станцию. Сформулированы критерии моделирования параметров газового потока и пристенной пленки жидкости, используемой для охлаждения сопла. Приведено описание экспериментальной установки, методов диагностики, а также результатов исследования взаимодействия пристенной пленки жидкости со спутным газовым потоком внутри сверхзвукового сопла и при струйном истечении в вакуум. Исследуются проблемы минимизации обратных потоков, приводящих к загрязнению внешней, присопловой поверхности космических аппаратов.
DOI: 10.15372/PMTF20200514 |
С.И. Шторк, Д.А. Суслов, И.В. Литвинов, Е.Ю. Гореликов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия shtork@itp.nsc.ru
Ключевые слова: микрогидротурбины, пропеллерная гидротурбина, гидроэлектростанции, эксперимент, лазерно-доплеровский анемометр, прецессия вихревого жгута, microhydroturbines, propeller hydroturbine, hydroelectric power stations, experiment, laser-Doppler anemometer, vortex bundle precession
Страницы: 144-151
Аннотация >>
Представлены результаты экспериментальных исследований течения с использованием прототипа микрогидротурбины пропеллерного типа. Опыты проводились на стенде, где в качестве рабочей среды применялся атмосферный воздух. По данным проведенных измерений с использованием двухкомпонентной системы лазерно-доплеровского анемометра получены распределения скоростей за рабочим колесом при изменении в широком диапазоне режимов работы установки. Показано, что созданная модельная микрогидротурбина имеет оптимальные параметры для условий, которые задавались при проектировании, а изменение режима работы установки от номинальных параметров в сторону недогрузки или перегрузки приводит к увеличению остаточной закрутки потока и генерации сильной гидродинамической неустойчивости в форме прецессирующего вихревого жгута. При этом имеют место неравномерное по сечению распределение осевой скорости и повышенный уровень пульсаций потока.
DOI: 10.15372/PMTF20200515 |
Е.Ю. Шадрин, И.С. Ануфриев, О.В. Шарыпов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия evgen_zavita@mail.ru
Ключевые слова: четырехвихревая топка, изотермическая модель, внутренняя аэродинамика, лазерная доплеровская анемометрия, four-vortex furnace, isothermal model, internal aerodynamics, laser Doppler anemometry
Страницы: 152-157
Аннотация >>
C использованием метода лазерной доплеровской анемометрии исследована аэродинамика лабораторной модели усовершенствованной топки с четырехвихревой схемой сжигания угольного топлива. Для изотермического случая получены распределения осредненной скорости и пульсаций скорости для различных режимов течения. Описаны основные особенности течения. Проведено сравнение результатов экспериментов с данными измерений, выполненных ранее с помощью PIV-метода, и показано, что они хорошо согласуются.
DOI: 10.15372/PMTF20200516 |
А.К. Ребров, А.А. Емельянов, М.Ю. Плотников, Н.И. Тимошенко, В.В. Терехов, И.Б. Юдин
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, 63009, Россия rebrov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: синтез алмаза, микроволновая плазма, сопло, смесь водорода и метана, высокоскоростной поток, diamond synthesis, microwave plasma, nozzle, hydrogen-methane mixture, high-velocity flow
Страницы: 158-167
Аннотация >>
Развит метод газофазного осаждения алмазных структур с использованием высокоскоростной струи для переноса активированных в сверхвысокочастотной плазме газов к подложке. Алмаз синтезировался из смеси водорода с метаном, концентрация которого составляла 1 %. Исследовано влияние расхода газовой смеси на синтез алмазных структур при неизменных составе подаваемой смеси, давлении в камере осаждения и температуре подложки. Установлено, что увеличение расхода приводит к увеличению плотности поликристаллической пленки и размера кристаллов алмазов, формирующих пленку. Проведен численный анализ состава смеси на выходе из разрядной камеры в зависимости от расхода смеси. Показана корреляция состава смеси со скоростью роста и качеством алмазных структур.
DOI: 10.15372/PMTF20200517 |
С.В. Панин1,2, Б.А. Люкшин1,3,4, С.А. Бочкарева1,3
1Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, 634055, Россия svp@ispms.ru 2Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, 634050, Россия 3Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, 634050, Россия lba2008@yandex.ru 4Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, 634050, Россия
Ключевые слова: эксперимент, многокомпонентные полимерные композиции, эффективные механические характеристики, заданные свойства, experiment, multicomponent polymer compositions, effective mechanical characteristics, specified properties
Страницы: 168-174
Аннотация >>
Исследуются проблемы, возникающие при анализе физико-механических свойств композиционных материалов на полимерных матрицах. Обсуждаются структурные особенности таких материалов и обусловленные ими сложности разработки и реализации соответствующих моделей. Предложена методика определения эффективных деформационно-прочностных, теплофизических и электрофизических свойств композиций, а также рассмотрен ряд примеров. Особое внимание уделено решению задач компьютерного конструирования для определения состава и структуры композитов при заданных ограничениях на их эффективные свойства. Исходные данные для решения этих задач получены как в натурных, так и в вычислительных экспериментах. Определены направления дальнейших исследований.
DOI: 10.15372/PMTF20200518 |
Б.Д. Аннин1,2, Ю.А. Баимова3,4, Р.Р. Мулюков3,4
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия abd@hydro.nsc.ru 2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, 630090, Россия 3Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, 450001 Уфа, Россия julia.a.baimova@gmail.com 4Башкирский государственный университет, Уфа, 450076, Россия radik@imsp.ru
Ключевые слова: графен, нанотрубки, механические свойства, моделирование, углеродные структуры, graphene, nanotubes, mechanical properties, modeling, carbon structures
Страницы: 175-189
Аннотация >>
Представлен обзор работ, посвященных исследованию механических свойств, устойчивости и выпучивания графена и углеродных нанотрубок. Большая часть приведенных результатов получена методами молекулярной динамики и молекулярной механики, которые позволяют эффективно исследовать механические свойства и устойчивость наноструктур. Представлены данные о прочности графена, проанализированы изгибные моды для графеновых листов "кресло" и "зигзаг". Проведен анализ устойчивости и изгибных мод собственных колебаний нанотрубок "зигзаг" и "кресло".
DOI: 10.15372/PMTF20200519 |
А.Е. Краус, Е.И. Краус, И.И. Шабалин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия akraus@itam.nsc.ru
Ключевые слова: метод depth-of-penetration, сердечник, глубина проникания, керамическая преграда, ударное взаимодействие, параметры разрушения, depth-of-penetration method, heart-shaped projectile, penetration depth, ceramic target, impact interaction, fracture parameters
Страницы: 190-198
Аннотация >>
Для верификации параметров баллистической стойкости пластин из керамик Al2O3, B4C и SiC выполнена серия расчетов на основе экспериментальных данных о глубине проникания ударников в пластины. Проведено моделирование взаимодействия ударника из стали в виде сердечника с мишенью из алюминиевого сплава, перед которой закреплена керамическая пластина переменной толщины. Проведено сравнение результатов расчета и экспериментальных данных для различных керамических преград толщиной 1-5 мм при скорости взаимодействия с ударником 810÷850 м/с.
DOI: 10.15372/PMTF20200520 |
Е.И. Краус, В.М. Фомин, И.И. Шабалин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия kraus@itam.nsc.ru
Ключевые слова: единая кривая моделирования, соударение, кратерообразование, single curve of the modeling process, collision crater formation
Страницы: 199-210
Аннотация >>
Выполнена серия численных расчетов параметров соударения компактных тел различной формы с массивными мишенями. Экспериментально показано, что зависимость безразмерной глубины кратера, образованного ударниками различной формы, от безразмерной кинетической энергии описывается единой кривой моделирования процесса.
DOI: 10.15372/PMTF20200521 |
М.Ю. Маматюков1,2, А.К. Хе1,2, Д.В. Паршин1,2, А.П. Чупахин1,2
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия mamatyukov@yandex.ru 2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, 630090, Россия alekhe@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: церебральная аневризма, дивертикул, гидроупругость, энергия Уиллмора, гемодинамика, cerebral aneurysm, diverticulum, hydroelasticity, Willmore energy, hemodynamics
Страницы: 211-223
Аннотация >>
Рассматривается энергетический подход к оценке состояния церебральной аневризмы как гидроупругой системы, состоящей из упругой стенки сосуда и набегающего потока крови. В предположении, что упругая энергия сосуда с аневризмой в совокупности с энергией изгибания и кинетической энергией затрачивается лишь на вязкую диссипацию потока в конструкции, выполнена серия численных расчетов для модельных конфигураций фузиформной аневризмы в отсутствие и при наличии дивертикула различного размера относительно размера тела аневризмы. Показано, что диаграммы давление - скорость хорошо согласуются с клиническими данными. С помощью численного моделирования показано, что при малом размере дивертикул оказывает существенное влияние на гемодинамику внутри тела аневризмы, в то время как при большом размере дивертикула вихрь, индуцируемый внутри дивертикула, почти полностью локализуется в нем.
DOI: 10.15372/PMTF20200522 |
В.М. Фомин, А.А. Голышев, А.Г. Маликов, А.М. Оришич, А.А. Филиппов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия fomin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: аддитивное лазерное сплавление, функционально-градиентный материал, нержавеющая сталь, керамика, микроструктура, микротвердость, структурно-фазовый состав, additive laser fusion, functionally graded material, stainless steel, ceramics, microstructure, microhardness, structural-phase composition
Страницы: 224-234
Аннотация >>
Приведены результаты экспериментального исследования микроструктуры и микротвердости функционально-градиентного материала на основе нержавеющей стали марки 316L и керамических частиц карбида вольфрама WC с использованием метода аддитивного лазерного сплавления. Получены бездефектные качественные металлокерамические покрытия с различным содержанием керамики. С использованием методов оптической и сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионного анализа показано, что в результате лазерного воздействия происходит растворение частиц керамики WC. В составе сформированного покрытия, имеющего дендритный характер, присутствуют карбиды на основе железа и хрома. Диапазон значений микротвердости в сформированном покрытии составил HV0,3=280-430.
DOI: 10.15372/PMTF20200523 |
Д.В. Смовж1, И.А. Костогруд1, Е.В. Бойко1, П.Е. Маточкин1, И.А. Безруков2, А.С. Кривенко2
1Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия smovzh@itp.nsc.ru 2ООО "Эпос-инжиниринг", Новосибирск, 630090, Россия office@epos-nsk.ru
Ключевые слова: графен, химическое осаждение из газовой фазы, графеновые композиты, наноматериалы, graphene, chemical vapor deposition, graphene composites, nanomaterials
Страницы: 235-245
Аннотация >>
Экспериментально исследованы процессы формирования однослойного и многослойного графена методом химического осаждения из газовой фазы. Проведен анализ структуры покрытий, формирующихся при различных температуре и составе газовой смеси. Разработаны режимы переноса графеновых структур на различные поверхности. Получены прозрачные гибкие проводящие композиты полиэтилентерефталат - этиленвинилацетат - графен и полиметилметакрилат - графен.
DOI: 10.15372/PMTF20200524 |
В.Ц. Лыгденов1, В.В. Сызранцев2, С.П. Бардаханов3, Л. Энхтор4, Н. Тувжаргал3, Е.А. Паукштис5, Т.В. Ларина5
1Бурятский государственный университет, Улан-Удэ, 670000, Россия Lygdenov65@mail.ru 2Институт физического материаловедения СО РАН, Улан-Удэ, 670031, Россия vvveliga@mail.ru 3Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия bardnsk@gmail.com 4Монгольский государственный университет, Улан-Батор, 14201, Монголия enkhtor@num.edu.mn 5Институт катализа СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия pau@catalysis.ru
Ключевые слова: лакокрасочное покрытие, наноразмерный диоксид кремния, прочность на истирание, модуль упругости, твердость, paint-and-lacquer coating, nanosized silicon dioxide, abrasion resistance, elastic modulus, hardness
Страницы: 246-254
Аннотация >>
Исследовано влияние наноразмерного диоксида кремния на механические свойства, текстуру и структуру полимерного лакокрасочного покрытия из эмали ХВ-16 серого цвета на основе перхлорвиниловой и глифталевой смол. Обнаружено увеличение прочности на истирание, твердости, модуля упругости по сравнению с исходным покрытием. С использованием различных методов проведен анализ структуры полученных образцов лакокрасочных покрытий. Установлено, что изменение структуры и улучшение механических свойств покрытий обусловлены появлением в композиционном покрытии новых структурообразующих центров вследствие добавления наноразмерного диоксида кремния.
DOI: 10.15372/PMTF20200525 |
|