В.М. КОРНЕВ, А.А. ЗИНОВЬЕВ
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, проспект Академика Лаврентьева, 15, 630090, Новосибирск, Россия kornev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: квазихрупкое разрушение, материалы со структурой, уголь, внутренняя трещина, необходимый и достаточный критерии
Страницы: 74-82 Подраздел: Разрушение горных пород
Предложена модель квазихрупкого разрушения горных пород. Построены аналитические выражения для критических напряжений по необходимому и достаточному критериям разрушения горных пород со структурой. Рассмотрен случай растяжения нормальными напряжениями массива с внутренней трещиной. Построена диаграмма квазихрупкого разрушения с использованием аппроксимации двухзвенной ломаной σ - ε диаграмм образцов угля при растяжении. Приведены оценки критических значений напряжений в предельных случаях.
Q. M. LIU1, Y. L. CAO1, Y. F. HUANG1,2, Y. P. ZHANG1, J. Q. LIN1, J. M. LIN1, L. S. XU1,2 1Institute of Environmental Engineering, Biotechnology Engineering College Jimei University, 361021, Xiamen, Chinа liuqm@jmu.edu.cn 2Institute of Urban Environment Chinese Academy of Sciences, 361021, Xiamen, Chinа
Ключевые слова: red soil, carbon dynamics, soil organic matter (SOM), δ13C values
Страницы: 681-688
Soil samples from natural forests and adjacent farmland were analyzed to investigate the dynamics of soil organic matter of red soil in Southern, China. Based on the δ13C values and the content of soil organic matter, the data indicated that the turnover of soil organic matter under the virgin forest was slower than that under cultivation. Soil organic matter is fresh in coarse sand and oldest in fine silt and clay. Also, the soil light fraction contained the younger organic matter than soil heavy fraction and bulk soil. Deforestation has accelerated the decomposition rate of soil organic matter and reduced the proportion of active components in SOM and thus soil fertility.
Изучена зависимость скорости горения от плотности заряда, давления и соотношения компонентов: смесей алюминиевого порошка и оксидов никеля (Al) и (Ni2O3). Установлено, что никелево-алюминиевые термиты горят значительно быстрее, чем железо-алюминиевый термит. В процессах их горения имеет место наряду с образованием оксида алюминия и образование интерметаллида AlNi.
Представлены результаты экспериментального исследования геометрических характеристик зон испарения и факелов горения углеводородного и бороуглеводородного топлив, распыляемых навстречу высокотемпературному потоку воздуха, в широких диапазонах отношения скоростных напоров и теплопроизводительности форсунки. Обращено внимание на возможное различие в механизмах их горения.
Исследован состав продуктов сгорания холодного пламени пироксилинового пороха, имеющего, рецептуру: нитроцеллюлоза (13,2% N) – 96,5% и другие компоненты.
Исследуется развитие неустойчивости цилиндрической капиллярной струи при комбинационном воздействии на ее начальный участок двух ультразвуковых пучков с близкими частотами. Управление длиной ламинарного участка струи двумя ультразвуковыми пучками реализовано экспериментально. Результаты экспериментов сопоставляются с теорией.
При больших числах Рейнольдса Re исследуется плоская задача Коши—Пуассона о движении вязкой несжимаемой жидкости, вызванном начальным возвышением свободной границы. Методами возмущений построено асимптотическое решение задачи на временах порядка Re1/2 для жидкости конечной глубины и временах порядка Re для бесконечно глубокой жидкости.
С использованием квазиодномерных уравнений динамики струй проведено численное исследование процесса роста изгибных возмущений струй ньютоновских жидкостей, движущихся в воздухе. Определены формы струй в процессе изгиба, влияние на них вязкости жидкости и силы лобового сопротивления воздуха, ведущей к опрокидыванию волн возмущений. Результаты расчетов указывают на стабилизирующее влияние вязких напряжений, связанных с удлинением оси струи при изгибе.
Получено решение задачи о движении бинарной газовой смеси в цилиндрическом канале под действием градиентов давления, температуры и концентрации при произвольных числах Кнудсена. Значения кинетических коэффициентов для смесей Не – Ar и Не – D2 в зависимости от параметра разреженности и концентрации компонентов представлены графически. Проведено сравнение теории с экспериментом для пуазейлевского потока и бародиффузионного разделения смеси Не – Ar. Результаты получены на основе решения линеаризованного аппроксимирующего уравнения с использованием межмолекулярного потенциала Леннарда – Джонса.
Изложены результаты исследования на математической модели процессов нагрева металлических кольцевых проводников при индукционном аксиальном ускорении. Приведены результаты расчета удельной электропроводности ускоряемого кольца и индуктора в процессе их джоулева нагрева. Проведен расчет предельной по условию нагрева скорости твердого кольцевого проводника.
Изучаются свойства интегральных кривых краевой задачи для системы нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих плоский стационарный электрический разряд в дрейфовом приближении. Численные расчеты этой системы иллюстрируют пригодность приближенных соотношений, полученных аналитическими методами.
Методом импульсного рентгенографирования экспериментально изучена внутренняя структура топливного факела при впрыске в воздух с избыточным давлением до 10 атм.
Ищутся решения типа волн Рэлея на границе твердого упругого полупространства и подвижного слоя жидкости. Дисперсионное уравнение решено численно для случая несжимаемых сред. Приведены кривые зависимости скоростей волн от скорости потока и критической скорости потока от приведенной плотности. Выяснено, что неустойчивость появляется при скоростях жидкости, больших скорости распространения поперечных волн в упругой среде.
В качестве модели пены рассматривается задача о линейной устойчивости слоя вязкой несжимаемой жидкости со свободными границами. Показано, что неустойчивость жидкой пленки обусловлена неустойчивостью Рэлей – Тейлора. Оказалось, что пленка жидкости любой толщины неустойчива, если волновое число поверхностных волн меньше единицы. Приведены оценки размеров пленки, при которых она устойчива.
Рассматривается поступательно-вращательная релаксация для столкновений N2k + М = N2k+Δk + М. Построены модели вращательной релаксации, дающие удовлетворительное описание электронно-пучковых измерений заселенностей вращательных уровней в области параметров течения, свободных от эффектов конденсации (T0 = 300 К, p0d* Па · мм). Показана неполнота описания кинетики заселенностей в рамках модели, учитывающей только двухквантовые переходы (Δк =±2), а также неоднозначность нахождения констант скорости многоквантовых переходов по экспериментальным данным в свободных струях. Установлена зависимость времени релаксации вращательной энергии от распределения молекул по вращательным уровням, что свидетельствует о неадекватности описания вращательной энергии, даваемого релаксационным уравнением, и может являться причиной разброса имеющихся в литературе значений zr.
Методом стационарной фазы рассчитаны амплитудно-фазовые характеристики внутренних волн, возбуждаемых в глубокой жидкости с экспоненциальным распределением плотности при равномерном горизонтальном движении диполя, точечных и распределенных истока и стока равной интенсивности. Проведено сравнение с данными лабораторных экспериментов.
Исследовано самовоспламенение этилен- и пропиленкислородных смесей в статистических условиях при атмосферном давлении в реакционном сосуде из нержавеющей стали. Определены концентрационные пределы самовоспламенения указанных смесей и периоды индукции при различных температурах. Определено влияние покрытия стенки реактора на предельную температуру самовоспламенения.
Рассмотрены вопросы динамики формирования нефтегазоносных и угленосных бассейнов позднего палеозоя и мезозоя, развитых в Арктике и сопредельных территориях, и их сопоставление с фазами плюмового магматизма в тех же регионах. Подтверждается, что максимальные скорости осадконакопления (более 100 м за 1 млн лет) во всех изученных случаях связаны с рифтовыми фазами. Другие колебания скорости осадконакопления могут быть связаны с коллизионными фазами горообразования и(или) колебаниями климата.
Экспериментально исследовано влияние давления на пределы распространения метановоздушных пламен и пламен на основе закиси азота. Найдены предельные давления, при которых распространение пламени по вектору ускорения силы тяжести становится невозможным. Показано, что теоретически предсказываемые явления верхнего и нижнего конвективных пределов по давлению наблюдаются на опыте, при этом предельные условия соответствуют расчетным.
Изучалось горение двух составов конденсированного вещества в акустическом поле. Получены коэффициенты динамической эрозии в зависимости от средней скорости потока. Проведен анализ экспериментальных данных, полученных в результате исследований теплообмена в звуковом поле
Дается решение задачи о стационарном распространении волны горения в смесях титана с углеродом в предположении лимитирующего действия диффузии углерода к поверхностям раздела фаз для широкого диапазона изменения физико-химических параметров. Установлена стадийность превращения вещества в волне горения. Для нестехиометрических смесей обнаружена неединственность значений температуры и скорости горения.
Проведены исследования химической структуры пламен хлорной кислоты в смесях с метаном стехиометрического состава, разбавленных аргоном и стабилизированных на плоской пирексовой горелке при давлении 15 мм рт. ст. Применена методика зондового отбора проб с последующим непрерывным анализом пробы с помощью время-пролетного масс-спектрометра. Определены профили мольных долей всех стабильных компонентов в пламени: НСlO4, СН4, НCl, СО, СO2, Сl2, СlO2, Н2, Н2O, O2.
Выполнено экспериментальное исследование внутренних волн, возникающих на границе раздела двух слоев жидкости разной плотности при движении цилиндра и крылового профиля в верхнем слое. Рассмотрен вопрос о применимости линейной теории внутренних волн в идеальной жидкости к этой задаче. Обсуждается влияние вязкости и размытости границы раздела при использовании в опытах смешивающихся жидкостей.
Рассмотрены вопросы, связанные с существованием стационарных потенциальных течений при симметричном соударении двухслойных свободных струй идеальной несжимаемой жидкости, когда постоянные интеграла Бернулли в слоях не равны друг другу. Показано, что для двух режимов течения, с однородными (прямой или обратной) отходящими струями в предположениях малого отличия указанных констант и малости относительной толщины внешнего слоя приближенное решение может быть найдено обычными методами, хорошо развитыми для решения струйных задач. Кроме того, показано, что известные экспериментальные результаты по соударению биметаллических пластин полностью укладываются в рассматриваемую стационарную модель соударения двухслойных струй и тем самым качественно подтверждают справедливость этой модели.
А.В. Душин
Институт экономики предпринимательства, Москва pror_inep@mail.ru
Ключевые слова: античная образовательная парадигма, реформирование и идеология образования, культура, мотивация, универсальность образования, экспорт образования, духовное развитие, духовное наследие
Страницы: 54-58 Подраздел: Раздел III ИЗ ИСТОРИИ ФИЛОСОФИИ ОБРАЗОВАНИЯ
В статье дается краткий анализ античной парадигмы образования. Автор указывает на отсутствие современной отечественной идеологии образования, способной ответить как на общие вопросы образования, так и на вопросы его реформирования. Автор обращает внимание на возможность использования ряда принципов и методов античного образования при формировании современной отечественной образовательной парадигмы.
Численно моделируется нестационарная тепловая самофокусировка излучения CO2-лазера при резонансном поглощении в смеси CO2 и N2. Показано, что при повышенных температурах смеси самофокусировка может быть наблюдаема на коротких трассах (1 м) в условиях лабораторного эксперимента.
Работа содержит обзор исследований по теории квазиконформных отображений и теории движений идеальной жидкости со свободными границами, выполненных по инициативе М. А. Лаврентьева в Институте гидродинамики СО АН СССР.
Численно решена в гидродинамическом приближении двумерная задача обтекания проводящего цилиндра потоком неизотермической разреженной плазмы. Перед цилиндром образуется отошедшая ударная волна, имеющая осцилляторную структуру; за цилиндром образуется разреженный след с фокусировкой ионов на оси.
С использованием трехпараметрической модели турбулентности, состоящей из полуэмпирических дифференциальных уравнений для кинетической энергии турбулентности, турбулентной вязкости и дисперсии концентрации, предпринята попытка исследовать течение в факеле водорода в спутном потоке воздуха. Описываются некоторые особенности задания начальных условий поставленной задачи.
Рассмотрены закономерности протекания экзотермической реакции в фильтрационном реакторе вытеснения при стабилизации зоны пламени в определенном сечении канала. Получены критериальные соотношения, определяющие в параметрическом пространстве границы существования возможных стационарных состояний реактора. Показана возможность существования гистерезисных явлений при переходе от полного к неполному выгоранию твердого реагента.
В случае активированной реакции исследуется стационарное горение в одномерном полуограниченном потоке газов при Le = 1. Методом сращиваемых асимптотических разложений для режимов горения и отрыва найдены двухчленные асимптотические разложения физико-химических параметров, определяющих процесс. Определено условие перехода из режима отрыва в вырожденный режим.
Рассмотрены случаи «автомодельного» горения порохов дегрессивной формы (под автомодельностью подразумевается подобие формы пороха в любые моменты горения). Найдено точное решение задачи (зависимость давления р от времени t) для случаев горения таких порохов в постоянном объеме.
Предлагается объяснение механизма снятия напряжений в сварных швах обработкой взрывом, основанное на представлении о возникновении в металле под накладным зарядом ВВ «напряженного следа» и взаимной компенсации последнего с полем остаточных напряжений в дальней зоне взрыва.
В приближении Буссинеска получено точное решение линейных дисперсных уравнений объединенных диффузионно-тепловой и гидродинамической задач при произвольных числах Le, Pr и Re и любом перепаде плотностей. Для реальных значений энергии активации реализуется длинноволновая неустойчивость фронта пламени.
Приводятся результаты параметрических исследований напорных характеристик перфорированной мембраны в осциллирующем потоке жидкости. Дана схема установки для оценки величины напора, развиваемого перфорированной мембраной в осциллирующем потоке.
А.Ж. Жайнаков1, А.Ы. Курбаналиев2 1Институт горного дела и горных технологий им. У.И. Асаналиева, Бишкек, Кыргызстан 2Кызыл-Кийский гуманитарно-педагогический институт, Кыргызстан kurbanaliev@rambler.ru
Ключевые слова: трехмерное моделирование, свободная граница, метод объема жидкости, прорыв плотины, наводнение, OpenFOAM
Страницы: 461-472
В работе изложены результаты математического моделирования крупномасштабных течений в местностях со сложным топографическим рельефом. Основу трехмерного нестационарного моделирования составляют осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье-Стокса. Для отслеживания положения свободной границы применяется известный метод объема жидкости, имплементированный в решатель interFoam открытого пакета OpenFOAM 1.7.1. Адекватность математической модели проверяется путем сравнения с экспериментальными данными. Эффективность примененной технологии иллюстрируется на примере моделирования прорыва плотин Папанского (Кыргызстан) и Андижанского (Узбекистан) водохранилищ вблизи города Ош (Кыргызстан).
О.Б. Ковалев, В.В. Беляев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск kovalev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: порошковая смесь, никель, алюминий, СВС, объединение макрои микроописаний, металлохимические реакции, образование и разложение фаз, интерметаллические соединения, концентрация, моделирование
Страницы: 64-76
Предложена гетерогенная модель безгазового горения бинарных дисперсных систем, объединяющая описание микромасштабных процессов межфазного взаимодействия в ячейке смеси с макромасштабным описанием, что позволяет с позиций континуального подхода механики сплошных сред описывать физико-химические превращения, рассчитывать фазовый состав конечных продуктов. На основе анализа диаграммы состояния системы Ni—Al предложены схемы металлохимических реакций образования и разложения интерметаллических фаз. Численно решена задача о распространении волны СВС и эволюции пространственного распределения концентраций интерметаллических фаз при горении смеси порошков Ni и Al. Получена двухволновая структура волны горения, приведено сопоставление с данными экспериментов.
Л.К. Серга
Новосибирский государственный университет экономики и управления «НИНХ», Ул. Каменская, 56, г. Новосибирск, 630099 s444@ngs.ru
Ключевые слова: нестабильные совокупности, классификация, типология, нечеткие, пороговые совокупности, функция принадлежности, распределения вероятностей
Страницы: 83-91 Подраздел: СТАТИСТИКА И ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ИЗМЕРЕНИЕ
В статье предпринята попытка обобщения результатов авторских исследований нестабильных совокупностей; выполнена постановка задачи; проведены оценки, уточняющие пороговые значения на реальных данных для решения задачи идентификации нечетких совокупностей; в качестве информационной базы исследования использованы официальные данные государственной статистики.
The spectral characteristics of high harmonic generation are studied by applying Xe–He mixture gas cell. The cutoff position of harmonics in mixed gases is extended from the 21st to the 27th. In addition, we found the destructive interference of harmonics in Xe–He mixture.
С. С. Кацнельсон, Г. А. Поздняков
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск E-mails: savelii@itam.nsc.ru, georg@itam.nsc.ru
Ключевые слова: математическое моделирование, магнитная гидродинамика, расплав металла, МГД-насос, дисковый канал, управляющие параметры
Страницы: 81-87
Разработана математическая модель центробежного кондукционного магнитогидродинамического (МГД) насоса, позволяющая рассчитать распределения скорости, плотности тока и давление по длине канала. При этом учет силы вязкости в исходной системе МГД-уравнений проводился на основе известного квадратичного закона сопротивления для турбулентного течения в трубе, обобщенного на случай плоских течений в канале. Получены зависимости коэффициента сопротивления от основных управляющих параметров (расхода металла, силы тока и магнитной индукции), позволяющие согласовать расчетные и экспериментальные данные о давлении на выходе насоса для различных режимов работы. Показано, что полученные зависимости имеют универсальный характер и предлагаемая модель может быть использована при проектировании насосов данного типа и для управления их работой в технологическом производстве.
Исследованы коэффициенты усиления а сложных многокомпонентных рабочих сред СO2-ГДЛ на продуктах горения топлив с элементным составом С, Н, О, N. Кинетические константы выбраны на основе тщательного анализа большого числа литературных данных, что позволило добиться адекватного описания разнообразных экспериментов по измерению коэффициентов усиления в широкой области параметров ГДЛ. Результаты расчетов представлены на треугольных диаграммах С, Н, О с фиксированной долей N в виде линий равных коэффициентов усиления. Проведен анализ влияния сопла, состава и давления торможения на форму изолиний α.
Рассматриваются ударные волны в химически активных газовых смесях с произвольным числом реакций. Относительно газовых смесей предполагается, что равновесная и замороженная скорости звука в них близки между собой. Изучение ударных волн ведется на основе анализа асимптотических нелинейных уравнений, описывающих слабо возмущенные в окрестности состояния равновесия околозвуковые потоки. Внимание уделено течениям, не содержащим сильных разрывов, что реализуется, когда скорость набегающего на бесконечности равномерного потока лежит между равновесной и замороженной скоростями звука. Последовательно изучаются различные случаи, которые могут встретиться при увеличении скорости набегающего потока. Для газовых смесей с сильно различающимися скоростями химических реакций решение строится методом сращиваемых асимптотических разложений. При этом для ударных волн устанавливается существование «полосатой» структуры. Выявляется особая роль, которую играют промежуточные скорости звука.
Рассмотрена возможность исключения потерь магнитного потока в компрессионном объеме одновиткового МК-генератора, обусловленных локальными электрическими пробоями в характерной для МК-генераторов области динамического смыкания токонесущих поверхностей, в условиях нарастания магнитного поля до значения, близкого к критическому, определяемого электрофизическими константами материала токового контура генератора – плотностью, удельной теплоемкостью и температурой плавления.
Приведены результаты экспериментального исследования ламинарной свободной конвекции жидкости (этилового спирта) в вертикальном замкнутом плоском слое с боковым подводом и отводом тепла при наличии поперечного оребрения на одной из его стенок. Термопарные измерения поля температур между выступами выявили уменьшение теплоотдачи в таком слое. Гидродинамические исследования, проведенные методом стробоскопической визуализации потока, показали, что на фоне общециркуляционного движения по слою между выступами возникают замкнутые вихревые структуры. При уменьшении шага между ребрами и уменьшении числа Рэлея Ra течение приобретает усиливающийся трехмерный характер.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
