В.И. Бородулин, А.В. Иванов, Ю.С. Качанов, А.П. Рощектаев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия bo@itam.nsc.ru
Ключевые слова: пограничный слой скользящего крыла, цилиндрические турбулизаторы, сценарии перехода к турбулентности, эффективность турбулизаторов
Страницы: 140-171
Основной целью настоящего исследования является изучение механизма принудительной турбулизации ламинарного пограничного слоя скользящего крыла, в котором доминирует неустойчивость поперечного течения, при помощи периодических по размаху рядов цилиндрических турбулизаторов. Эксперименты проведены с помощью термоанемометрии в малотурбулентной аэродинамической трубе ИТПМ СО РАН (Новосибирск) при малых дозвуковых скоростях набегающего потока на модели 25-градусного скользящего крыла. Результаты подробных прецизионных измерений средней и пульсационной структуры течения получены в широкой области пространства в 12 различных режимах измерений для пяти типов турбулизаторов (а также без них) для двух скоростей потока. Изученный диапазон чисел Рейнольдса по высоте цилиндров был между 565 и 3613. Настоящая статья является ч. 1 данного исследования. В ней изучены и подробно описаны основные сценарии перехода к турбулентности, вызываемого турбулизаторами. Показана их высокая эффективность. Продолжение исследования будет представлено в ч. 2
Т.М. Комарова, Е.В. Стельмах, С.А. Соловченков
Институт комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН, Биробиджан, Россия carpi-komarova@yandex.ru
Ключевые слова: рациональное питание, нормы потребления, типизация питания, среднедушевые доходы, регионы Дальневосточного федерального округа, производство продуктов питания
Страницы: 135-146
Территория Дальневосточного федерального округа имеет разнообразные природно-климатические условия, которые влияют на потребление тех или иных видов продовольствия. Отмечено, что для регионов округа характерна высокая доля затрат (до 35 %) на приобретение продуктов питания. Рассмотрена структура потребления основных продуктов питания в регионах ДФО в 2016 и 2021 гг. На основе анализа доли потребления основных продуктов питания от нормативных проведена типизация регионов по типу потребления: регионы с рациональным питанием, регионы с относительно рациональным питанием, регионы со слабо рациональным питанием и регионы с нерациональным типом питания. Выявлено, что в ДФО отсутствуют регионы с рациональным питанием. Анализ показал, что в 2016 г. к 1-му типу (регионы с относительно рациональным питанием) относились более половины регионов ДФО: Республика Бурятия, Приморский, Хабаровский, Камчатский и Забайкальский края, Амурская и Сахалинская области; ко 2-му типу (регионы со слабо рациональным питанием) - Республика Саха (Якутия), Магаданская и Еврейская автономная области; к 3-му типу (регионы с нерациональным питанием) - Чукотский автономный округ. Установлено, что в 2021 г. число регионов, имеющих относительно рациональное питание населения (1-й тип), сократилось по сравнению с 2016 г., из их числа вышли Республика Бурятия и Сахалинская область, при этом ЕАО переместилась в 1-й тип. Чукотский АО остался в 3-м типе. Определено, что рост среднедушевых доходов в регионах не приводит к сокращению доли затрат на продукты питания, способствует увеличению потребления белковых продуктов при сокращении в питании картофеля, хлебных продуктов и овощей. Выявлено, что одной из причин низкого потребления отдельных продуктов питания является сокращение собственного производства сельскохозяйственной продукции в субъектах ДФО. Отмечена необходимость внедрения политики самообеспечения сельскохозяйственной продукцией, которая может быть произведена в регионах округа, с учетом агроклиматических условий.
Выполнено экспериментальное исследование эффективности работы регенеративного теплообменника с промежуточным теплоносителем и капельным орошением в зимних условиях эксплуатации. Получено, что температурная эффективность по греющей и охлаждающей колоннам увеличивалась при росте плотности орошения насадки от 0,11 до 0,20 кг/(м2·с). Максимальная температурная эффективность 71 % по греющей колонне была получена при плотности орошения 0,21 кг/(м2·с). В охлаждающей колонне теплообменника воздушный поток из помещения охлаждался, и в нем происходила конденсация влаги. В греющей колонне теплообменника наблюдался противоположный процесс интенсивного испарения влаги и увлажнения воздушного потока, поступающего в помещение. Максимальная влажностная эффективность греющей колонны была около 80 % при плотности орошения насадки 0,17 - 0,25 кг/(м2·с).
Рассмотрена проблема обезвреживания жидких растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома. Проанализированы преимущества, недостатки и особенности применения базовых методов нейтрализации хромсодержащих отходов, нетрадиционных подходов и комбинированных технологий. Представлен легко осуществимый реагентный метод очистки концентрированных и разбавленных растворов от хрома путем обработки в две стадии: восстановлением шестивалентного хрома до трехвалентного с использованием сульфата железа или сульфита натрия в качестве реагентов восстановителей и осаждением гидроксида хрома. Описана установка, на которой были нейтрализованы электролиты, промывные и сточные воды гальванического производства. Предложен практический подход к проблеме обезвреживания раствора ингибитора, аналогичный методам, используемым для обработки хромсодержащих отходов гальванического производства. Разработан технологический процесс реагентной обработки ингибитора с высокой концентрацией хроматов в растворе (до 40 г/л) в одну стадию путем непосредственного осаждения трудно растворимых хроматов. В качестве основного реагента-осадителя использовался хлорид бария. Для реализации технологии разработана принципиальная схема установки и подобрано соответствующее оборудование. В результате переработки ингибитора образуется сточная вода, тяжелый осадок хромата бария, который может быть использован в дальнейшем в качестве сырья, и шлам, представляющий собой неперерабатываемый отход. Опытная обработка раствора ингибитора коррозии показала, что предложенный метод эффективен, экономически целесообразен, прост в реализации в производственных условиях, позволяет при небольшом расходе реагентов обеспечить высокую степень очистки, снизить количество образующихся осадков, что обусловливает практическую значимость полученных результатов.
Предложена математическая модель воздействия верховых лесных пожаров на здания. На ее основе выполнены численные расчеты для определения безопасных расстояний между лесными массивами, подверженными лесным пожарам, и строениями с учетом таких факторов, как скорость ветра, размеры зданий и др. Модель учитывает тип и свойства растительности, геометрические характеристики лесных массивов, их влагосодержание и запасы горючих материалов. Для получения дискретного аналога для системы дифференциальных уравнений использован метод конечных объемов. В результате определены максимальные расстояния между лесом и строениями, на которых возможно их возгорание от лесных пожаров. Установлено, что чем больше возможная скорость ветра и чем выше здание, тем больше безопасное расстояние между лесом и зданием. Предложенная модель может быть использована для численных расчетов, направленных на обеспечение противопожарной безопасности при проектировании и строительстве объектов вблизи лесных массивов с учетом их индивидуальных характеристик.
Объектом исследований является течение по наклонной пластине прямолинейного ручейка, поверхность которого покрыта регулярными нелинейными волнами. Моделировать такие волны можно в полностью трехмерной постановке, но также можно использовать упрощенный квазидвумерный подход, в котором форма поперечного сечения ручейка самоподобна. В работе проводится прямое сравнение результатов моделирования в рамках двумерного и трехмерного подходов с формой волновой поверхности ручейка, восстановленной экспериментально с помощью метода лазерно-индуцированной флюоресценции. Показано, что трехмерная модель достоверно воспроизводит волновую поверхность ручейка, включая такие трехмерные особенности, как искривление фронта волны и малые возмущения ее заднего склона. Двумерная модель в принципе не может воспроизвести эти особенности, однако она хорошо описывает параметры и форму волны в центральном продольном сечении ручейка.
Представлен подход к определению степени разложения пластифицированного октогена при различных температурах окружающей среды. Предложена схема проведения работ, направленных на определение температурно-временных условий ускоренного старения пластифицированного октогена и на установление гарантированных сроков хранения и эксплуатации пластифицированного октогена. Для расчетов использована модель кинетики медленного разложения исследуемого взрывчатого вещества, построенная на основании данных по тепловыделению, полученных методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Применение представленной модели позволяет проводить оценку сроков хранения и эксплуатации взрывчатых веществ по показателю степень разложения.
С. Г. ЭФЕНДИЕВА1, П. А. НАДИРОВ2, С. Т. ДЖАФАРОВА1, Е. Б. ГАХРАМАНОВА1, Н. И. АББАСОВА1 1Институт катализа и неорганической химии им. акад. М. Нагиева НАН Азербайджана, Баку, Азербайджан efendiyevasevda74@mail.ru 2Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, Баку, Азербайджан pervizn@mail.ru
Ключевые слова: каолиновая глина, прокаливание, серная кислота, глинозем, выщелачивание
Страницы: 519-524
Увеличение спроса на алюминий во всем мире повышает интерес к разработке альтернативных технологий производства оксида алюминия (глинозема) из небокситовых источников, особенно глин. Изучен процесс сернокислотного разложения каолиновой глины Човдарского месторождения (Азербайджан) с целью извлечения алюминия с использованием в качестве выщелачивающего агента водного раствора серной кислоты. Перед выщелачиванием каолиновую глину прокаливали при температуре 700-750 °С в течение 2 ч. При этом достигается дегидратирование каолинита, который является основной минералогической фазой каолина, и превращение его в метакаолин - аморфную структуру Al-Si, из которой легко выщелачивается алюминий. Определены оптимальные условия выщелачивания оксидов железа и алюминия серной кислотой, установлена степень их извлечения. Выявлено, что выщелачивания каолиновой глины с целью максимального извлечения оксидов алюминия и железа достигается при использовании прокаленных при вышеуказанных условиях образцов с соблюдением следующих параметров процесса: концентрация серной кислоты 40 %, продолжительность выщелачивания 120 мин, температура процесса 95 °С. Степень извлечения Аl2О3 и Fе2O3 при данных условиях составляет 95.6 и 85.2 % соответственно.
На основе математической модели с односторонними граничными условиями исследовано деформирование упругого тела, содержащего два тонких анизотропных включения, пересекающихся под прямым углом. Включения пересекаются во внутренней точке одного из них, образуя Т-образную конструкцию в упругом теле. Одно из включений отслаивается от матрицы, образуя трещину. На берегах разреза задаются граничные условия в виде неравенств. Для численного решения задачи в области с разрезом применяется метод декомпозиции области с использованием алгоритма Удзавы. Для определения функций перемещений полужесткого включения применен метод, основанный на разложении пространства в прямую сумму подпространств
В.А. Бабук1, Д.И. Куклин1, С.Ю. Нарыжный1, В.А. Сорокин2, Л.С. Яновский3 1Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им Д.Ф. Устинова, Санкт-Петербург, Россия babuk_va@mail.ru 2АО «Машиностроительное конструкторское бюро «Искра», Москва, Россия info@iskramkb.ru 3Федеральный исследовательский центр химической физики и медицинской химии РАН, Chernogolovka, Russia leonidyanоvskiy@yandex.ru
Ключевые слова: агломерат, конденсированные продукты, эволюция, шлаковые остатки, валидация
Страницы: 559-572
Установлены принципы моделирования процесса шлакообразования в камере сгорания энергосиловых установок при использовании высокоэнергетических материалов - твердых и пастообразных топлив, который определяется процессами горения топлива, эволюции многофазного потока в камере сгорания и поведения шлаковых остатков на элементах конструкции. Показана последовательность использования характеристик этих процессов для описания шлакообразования. Приведена разработанная авторами модель эволюции многофазного потока. Эта модель является ключевым инструментом для описания процесса шлакообразования. Ее особенностями являются детальное описание превращений частиц крупной фракции конденсированных продуктов и учет взаимодействия конденсированной и газовой фаз потока. Модель базируется на использовании комбинированного подхода Эйлера - Лагранжа (Euler - Lagrange). Для валидации модели проведено экспериментальное исследование с использованием модельного двигателя на базе алюминизированного пастообразного топлива. Результаты исследования позволили сделать вывод об адекватности модели. Определены направления дальнейших работ для решения задачи моделирования рассматриваемого процесса при варьировании параметров состава и условий в камере сгорания.
А.А. Лавриненко, Г.Ю. Гольберг
Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН, Москва, Россия gr_yu_g@mail.ru
Ключевые слова: Теория флокуляции минеральных суспензий, механизм флокуляции, строение флокул, адсорбция полимеров, влажность флокуляционных структур, деструкция флокул, рекомбинация флокул, определение концентрации растворов флокулянтов в воде
Страницы: 130-141
На основе анализа литературных данных и с учетом результатов исследований показаны современное развитие и наиболее существенные проблемы теории флокуляции минеральных суспензий. Для повышения эффективности применения флокулянтов целесообразны дальнейшие исследования по обоснованию принципов выбора флокулянтов и их композиций, включая флокулянты, модифицированные различными функциональными группами, и с разветвленными макромолекулами, с учетом закономерностей адсорбции флокулянтов на поверхности минералов. В свете выявленных прочностных характеристик и закономерностей деструкции флокул показано, что для дальнейшего развития теории существенное значение имеет установление взаимосвязи этих параметров с гидродинамическим режимом, а также исследование рекомбинации флокул. Несомненный интерес представляет проблема определения малых концентраций флокулянтов как при изучении вопросов образования флокул, так и для выявления условий рационального применения флокулянтов в промышленности.
Н.Е. Красноштанова1, Т.К. Власова2 1Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, Иркутск, Россия knesun@mail.ru 2Институт географии РАН, Москва, Россия tatiana.vlsv@gmail.com
Ключевые слова: мониторинг, социально-экологические территориальные системы, Арктика, Крайний Север, устойчивость
Страницы: 134-145
Рассмотрены основные понятия, а также представлен теоретический обзор подходов и методов социально ориентированного мониторинга устойчивости социально-экологических территориальных систем Севера и Арктики. Приведены результаты практического применения подходов к сбору и анализу данных для оценки устойчивости социально-экологических территориальных систем в условиях нового промышленного освоения на примере самого северного муниципалитета Иркутской области - Катангского района, единственного в регионе относящегося к территориям Крайнего Севера. Промышленное освоение природных ресурсов этого района долгое время сдерживалось удаленностью от развитых центров и отсутствием инфраструктуры. После строительства нефтепровода Восточная Сибирь - Тихий океан началось активное промышленное освоение месторождений углеводородов, открытых еще в советское время, и поиск новых. В результате геолого-разведочных работ запасы сырья приумножились и ближайшие перспективы развития района неразрывно связаны с промышленным освоением природных ресурсов. Проведенный социально ориентированный мониторинг устойчивости социально-экологических территориальных систем с использованием полимасштабного, междисциплинарного и проблемно-стратегического подходов позволил выявить проблемы создания устойчивых социально-экологических территориальных систем Катангского района и определить пути их решения. Промышленное освоение природных ресурсов территории оказывает существенное воздействие на все компоненты социально-экологической системы исследуемой территории. Выявлено, что комплексного решения требуют проблемы во всех трех сферах жизнедеятельности населения района: природно-экологической, социально-экономической и социокультурной, а также административно-управленческой. Документы стратегического развития Катангского района содержат ряд задач для повышения устойчивости социально-экологических территориальных систем, вместе с тем результаты проведенных социологических исследований по выявлению мнения местного населения позволили более полно сформулировать эти задачи.
В работе приведены данные о влиянии паров углеводородов и нефтяного загрязнения почвы на морфологические параметры и содержание основных фотосинтезирующих пигментов - хлорофиллов и каротиноидов - в зеленых частях растений разного систематического положения. В условиях лабораторного эксперимента отмечено повышение содержания хлорофиллов и каротиноидов в надземных частях листостебельного мха (бриум), растений семейства зонтичных (кервель и бедренец) и злаковых (лисохвост) при росте в атмосфере нефтяных паров и в почве, содержащей 0,75-3,21 % нефти. В полевых условиях выявлено повышенное содержание фотосинтезирующих пигментов в листьях багульника и пижмы, ниже фона - в листьях подорожника. Добавление к почве с нефтью углеводородокисляющих бактерий (УОБ) увеличило концентрацию пигментов на 30-40 %, что указывает на дополнительный стимулирующий эффект интродукции УОБ.
Работа посвящена синтезу биологически активных веществ на основе монотерпеноидов путем их химического модифицирования для повышения фармакологического потенциала полученных соединений. В качестве исходных веществ для получения производных мочевины использованы адамант-1-илизоцианат и монотерпеновые амины с переллиловым или миртеноловым остовом. Данные монотерпеноидные заместители были выбраны на основании литературных данных, согласно которым указанные вещества проявляют активность в отношении нервной системы на различных животных моделях. На основе этих мочевин синтезированы имидазолидин-2,4,5-трионы, производные исходных мочевин, потенциально обладающие менее липофильными свойствами.
На основе уравнений фильтрации рассматривается задача о закачке CO2 в вязкоупругую пористую среду. Исследована двумерная задача о деформации пористого скелета с учетом изменения пористости. Для модельной системы уравнений в тонком слое построено точное решение начально-краевой задачи
А.В. Бойко, В.И. Бородулин, А.В. Иванов, Д.А. Мищенко, А.Д. Черепанов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия boiko@itam.nsc.ru
Ключевые слова: стреловидное крыло, управление пограничным слоем, рельеф поверхности, повышенная степень турбулентности, ламинарно-турбулентный переход
Страницы: 138-150
Методом количественной термографии изучается влияние наклонных к потоку квазидвумерных выступающих элементов рельефа (полос) на положение ламинарно-турбулентного перехода на модели крыла с углом стреловидности 45° в различных экспериментальных условиях. Исследуется и обсуждается эффективность такого скользящего рельефа для ламинаризации течения при повышенной степени турбулентности набегающего потока и повышенной шероховатости поверхности крыла. Показано, что рассматриваемый метод ламинаризации устойчив также к умеренным изменениям скорости набегающего потока
Представлен подход к управлению поверхностными плазмон-поляритонами (ППП) путём дифракции на акустических волнах. Рассмотрена брэгговская дифракция ППП на ультразвуковом пучке, направленном вдоль границы раздела сред, одной из которых является изотропный диэлектрик. Показано, что, кроме формирования пучков ППП нулевого и первого дифракционных порядков, будет также иметь место преобразование ППП в объёмное излучение. Выведены формулы для интенсивностей пучков ППП нулевого и первого дифракционных порядков для основных режимов дифракции. Предложенный метод может быть использован при разработке современных устройств обработки информации, а также устройств по неразрушающему контролю однородности диэлектрических покрытий металлических поверхностей.
Высоконаправленный суперконтинуум (ВСК) является уникальным источником широкополосного когерентного излучения. Для создания такого источника необходима информация о параметрах и условиях его возникновения. В статье приводятся результаты экспериментального исследования условий формирования ВСК в газообразном азоте при накачке импульсом излучения на длине волны λ = 950 нм с длительностью 70 фс и энергией 3-6 мДж. Излучение накачки фокусировалось в газовую камеру сферическим зеркалом с фокусным расстоянием 75 см в условиях аберрации (угол падения излучения на зеркало - 15°). Показано, что существуют оптимальные энергия накачки 4,5 мДж и давление газа 3-4 атм. Спектральный состав ВСК охватывает диапазон от 350 до 1000 нм. Расходимость излучения ВСК является дифракционной, и наибольшая ее величина (диаметр белого пятна в дальней зоне) соответствует λ = 780 нм. Максимальная энергия - ВСК 17 мкДж. Результаты работы полезны для понимания физических механизмов, лежащих в основе возникновения ВСК, а также для разработки широкополосного источника когерентного излучения.
S.-Z. Du1, X.-G. Wang2, H. Dong3, G.-M. Gao1, X. Wu1, Q. Wang4, R.-C. Fan1 1CHN Energy Zhunneng Group Co., Ltd, Ordos, China wqaust@163.com 2Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing, China 3Sanyi (Hainan) New Materials Co., Ltd, Hainan, China 4School of Chemical and Blasting Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan, China
Ключевые слова: жидкое топливо на основе угля, взрывчатое вещество на основе аммиачной селитры, эффективность взрыва, промышленное применение
Страницы: 130-144
Представлен новый тип взрывчатого вещества на основе аммиачной селитры, приготовленного путем замены дизельного топлива на жидкое угольное топливо (распыленный в воде уголь). Экспериментальные результаты показывают, что чем выше теплотворная способность сырого угля, тем выше скорость детонации нового жидкого взрывчатого вещества. Например, при доле жидкого угольного топлива ≈9 ÷ 12 % и теплотворной способности 5 500 ккал/кг эффективность нового взрывчатого вещества относительно стабильна и достигает лучших параметров: скорость равна 2 ,800 ÷ 3 000 м/с, бризантность возросла примерно на 7 ÷ 10 %, а производимая работа увеличилась примерно на 8 ÷ 24 % по сравнению с взрывчатым веществом из аммиачной селитры и дизельного топлива. При хранении в течение 30 дней наблюдались минимальные изменения физических и химических свойств. В то же самое время эффективность взрыва этого взрывчатого вещества сильно повысилась при добавлении композитных добавок, состоящих из нового топлива на основе угля, дизельного топлива и эмульгатора. Попытки взрывных испытаний в условиях промышленного производства были выполнены в открытом карьере Хэйдайгоу. Результаты испытаний показали, что новое взрывчатое вещество имеет существенно лучшую бризантность и бóльшую способность производить работу по сравнению с взрывчатыми веществами на основе аммиачной селитры и дизельного топлива.
А. Д. СИМОНОВ, Н. А. ЯЗЫКОВ, П. И. ВЕДЯКИН, Г. А. ЛАВРОВ, В. Н. ПАРМОН
Институт катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН, проспект Академика Лаврентьева, 5, Новосибирск 630090 (Россия)
Страницы: 97-104
Приведены технические характеристики и описание теплофикационных установок, основанных на сжигании жидких топлив в псевдоожиженном слое катализатора. Даны результаты многолетнего опыта эксплуатации каталитических теплофикационных установок КТУ-02 мощностью до 230 кВт, созданных фирмой “Арсенал-2” (г. Новосибирск) на основе научных достижений Института катализа СО РАН в области окисления топлив в псевдоожиженном слое катализаторов. Представлены результаты каталитического сжигания твердых топлив с различной степенью метаморфизма. Показано, что чем больше метаморфизировано твердое топливо, тем меньше степень его каталитического сгорания. Приведены результаты пусконаладочных испытаний демонстрационной теплофикационной установки мощностью 230 кВт, основанной на каталитическом сжигании твердых топлив.
Представлены результаты натурных экспериментов по изучению влияния эффектов трансформации химических форм металлов-поллютантов (Cu, Pb, Cd и Zn) на их поведение в целостной гидроэкосистеме. Смещение соотношения основных форм металлов в растворе достигалось изменением рН воды. Эксперименты выполняли с использованием мезокосмов на реальном водоеме (Новосибирское водохранилище). Найдено, что снижение доли гидроксо- и карбонатных комплексов и увеличение доли аква-ионов приводят к уменьшению сорбции металлов на взвешенных частицах, скорости их выведения в донные отложения, аккумуляции макрофитами и уровня продукционных процессов в водоеме.
"А. Г. ПОКРОВСКИЙ1, О. А. ПЛЯСУНОВА1, Т. Н. ИЛЬИЧЕВА1, О. А. БОРИСОВА1, Н. В. ФЕДЮК1, Н. И. ПЕТРЕНКО2, В. З. ПЕТУХОВА2, Э. Э. ШУЛЬЦ2, Г. А. ТОЛСТИКОВ2"
"1Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии “Вектор”, пос. Кольцово Новосибирской обл. 633159 (Россия) 2Новосибирский институт органической химии имени Н. Н. Ворожцова Сибирского отделения РАН, проспект Академика Лаврентьева, 9, Новосибирск 630090 (Россия)"
Приведены данные по противовирусной и иммуностимулирующей активности глицирретовой и бетулоновой кислот, а также их амидов и пептидов. Показана перспективность поиска ингибиторов ВИЧ в ряду исследованных соединений.
С. С. ПАЛИЦЫНА, Б. А. ЦЫБИКОВА
"Байкальский институт природопользования Сибирского отделения РАН, ул. Сахьяновой, 6, Улан-Удэ 670047 (Россия) E-mail: binm@baikal.net"
Исследованы возмущения, возникающие в
сверхзвуковом пограничном слое под
влиянием внешней завихренности потока.
Показано, что наряду с вихревыми большую
роль играют безвихревые волны. Расчеты
проведены для дозвукового течения и
сверхзвукового потока при числе Маха М =
2.
С. И. БАРЦЕВ, В. В. МЕЖЕВИКИН, В. А. ОХОНИН
"Институт биофизики Сибирского отделения РАН, Академгородок, Красноярск 660036 (Россия) E-mail: bartsev@online.ru"
Обсуждается возможность создания научной концепции устойчивого развития. По мнению авторов, создание такой концепции возможно только на основе использования принципа замкнутости. Действительно, существование в течение неограниченного времени любой химической системы, основанной на непрерывном протекании в ней химических реакций и замкнутой по веществу, возможно только вследствие круговорота химических элементов за счет поступающей извне свободной энергии. Химические элементы в такой системе используются многократно, переходя из одного вещества в другое случайным образом. Биосферу также можно рассматривать как химическую систему, в которой живые организмы служат автокатализаторами. Условия в биосфере, состав видов в ней на протяжении эволюционного развития, конечно, менялись, тем не менее на значительных периодах своей истории биосфера, несомненно, подчинялась принципу замкнутости химического обмена в ней. Однако современная промышленная деятельность человечества, функционирующая в значительной степени за счет изъятия из биосферы значительного количества самых разнообразных веществ и возвращения их назад в химически измененном виде, в заметной степени уменьшает химическую замкнутость биосферы.
Принцип замкнутости очень важен при создании систем жизнеобеспечения для длительных космических полетов. Нарушения принципа замкнутости в биосфере из-за деятельности человечества проявляются не так быстро вследствие ее огромных размеров, однако в результате бурного экономического развития большого числа стран эти изменения могут значительно ускориться. Кроме того, даже незначительные изменения могут вызвать катастрофическую перестройку структуры биосферы и переход ее в новое состояние, несовместимое с существованием в ней человека. Необходимо увеличить замкнутость хозяйственной деятельности человечества. Для этого необходима разработка критериев оптимального природопользования и развития хозяйственной деятельности человечества на основе принципа замкнутости. Рассматривается конкретный пример возможного подхода к разработке и использованию определнных критериев оптимальности.
В рамках односкоростной двухтемпературной с двумя давлениями модели пузырьковой жидкости исследуется распространение нестационарной ударной волны при дроблении пузырьков. Показано, что процесс дробления может оказывать значительное влияние на эволюцию и структуру ударной волны.
Представлена физико-математическая модель процесса плазменной резки металлов. Сопоставление результатов проведенных расчетов с экспериментальными данными показало удовлетворительную точность предложенной модели.
Г. Г. Волокитин, Н. Н. Белов, С. А. Глотов, Д. В. Шабанов, М. В. Хабибуллин, П. М. Инжелевский*
"Томский государственный архитектурно-строительный университет *Научно-исследовательский институт строительных материалов при ТГАСУ"
Страницы: 451-457
В рамках механики сплошных сред численным методом проведен расчет напряженно-деформированного состояния двухслойной структуры, подвергнутой кратковременной импульсной нагрузке, моделирующей волну сжатия, образующуюся при электрическом разряде. Материал первого листа — сталь или чугун, второй лист — пористый материал, моделирующий слой отложений. Расчет проведен в рамках одномерного деформированного состояния. Результат расчета представлен зависимостями профиля механического напряжения, массовой скорости в двухслойной структуре и пористости в слое отложений. Показано, что в практически важных случаях канал электрического разряда должен находиться с лицевой стороны обрабатываемого изделия. Для разрушения отложений в локальной зоне достаточно однократного разряда.
Показана необходимость применения микроплазмотрона обратной полярности для сварки металлов при наличии на них окисной пленки. Приведены экспериментальные данные по тепловым потокам в составной анод и формирующее сопло. Обоснованы расчетная схема электрода и методика расчета с использованием опытных данных. Получены обобщенные соотношения для оптимальных параметров анода.
Л. Н. СКРИПАЛЬЩИКОВА, В. И. ХАРУК, А. П. ЯХИМОВИЧ, А. П. ЛОПАТИН, Н. В. ГРЕШИЛОВА, А. В. СТРАШНИКОВ
Красноярский филиал Госцентра "Природа", Красноярск
Страницы: 95-101
Анализируется проблема оценки уровня техногенного давления индустриальных центров на прилегающие ландшафты по ореолам загрязнения снегового покрова, дешифрируемым по космическим снимкам. Для промзоны г. Красноярска установлена корреляция между зонами загрязнения снегового покрова, выделяемым по данным съемки системой NOAA/AVHRR, с одной стороны, и наземными данными по содержанию в снеговом покрове и почве техногенной пыли и тяжелых металлов - с другой. Выделенные зоны загрязнений коррелируют с уровнем канцерогенных заболеваний.
"Н. С. БОЛТОВЕЦ1, Р. В. КОНАКОВА2, В. В. МИЛЕНИН2, Е. Ф. ВЕНГЕР2, Д. И. ВОЙЦИХОВСКИЙ2"
"1Государственный научно-исследовательский институт "Орион", ул. Эжена Потье, 8а, Киев 03057 (Украина), Е-mail: bms@i.kiev.ua 2Институт физики полупроводников НАН Украины, пр. Науки, 45, Киев 03028 (Украина), Е-mail:konakova@eee.semicond.kiev.ua"
Страницы: 911-914
Разработана технология изготовления силовых диодов Шоттки Au-TiBx-n-n+-GaAs планарной и мезаструктуры на интегральном теплоотводе. Экспериментально исследовано влияние термического отжига при T = 500 °С в течение 1 ч в атмосфере водорода на барьерные свойства контакта. Показана воз-можность создания термостойкого (до 500 °С) силового диода Шоттки Au-TiBx-n-n+-GaAs с напряжением лавинного пробоя ~200 В.
А. С. Борейшо, А. Ф. Леонов, И. А. Киселев, А. Е. Орлов, А. В. Савин, В. М. Мальков*
"Балтийский государственный технический университет, Санкт-Петербург *Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск"
Страницы: 647-656
Обсуждается методика испытания системы восстановления давления (СВД) для HF/DF-НХЛ без использования лазера. Предлагается способ физического моделирования потока HF/DF-НХЛ с помощью генератора модельного газа (ГМГ). Представлены некоторые схемные и конструктивные решения, а также краткое техническое описание подобной системы. Результаты испытаний СВД с ГМГ сопоставлены с результатами натурных испытаний СВД совместно с DF-НХЛ.
Исследовано влияние газообразной среды сжигания на гранулометрический и химический составы частиц конденсированных продуктов горения модельного топлива, содержащего перхлорат аммония, связующее и 23,4 % алюминия. Эксперименты проведены при давлениях 0,6; 4,0 и 7,5 МПа. Исследованы оксидные частицы в диапазоне размеров 1,2<!ndash!>60 мкм и агломераты размером от 60 мкм до максимального. Различие средних размеров отобранных агломератов в экспериментах с азотом и гелием не превышает экспериментальной погрешности. Разница в количестве непрореагировавшего (металлического) алюминия в агломератах в случае отборов в азоте и гелии также незначительна. Замена азота гелием оказывает влияние на распределение оксида, увеличивая массовую долю частиц в диапазоне размеров 1,2<!ndash!>10 мкм, причем эффект усиливается с давлением.
Выявлены закономерности размещения липы сердцевидной по ареалу. Показаны ее экологические особенности. Вскрыты причины, способствующие выживанию корневой системы, и степень устойчивости к неблагоприятным факторам среды.
Ю. Р. КОЛОБОВ, Г. П. ГРАБОВЕЦКАЯ, К. В. ИВАНОВ, М. Б. ИВАНОВ
"Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр-т Академический, 2/1, Томск 634021 E-mail: kolobovispms@mail.tomsknet.ru"
Страницы: 111-118
Исследованы термостабильность структуры, диффузионная проницаемость и особенности механических свойств наноструктурных меди, никеля и композита Cu-Al203 (массовая доля 0.5 %). На примере наноструктурного никеля изучено влияние состояния границ зерен на диффузионную проницаемость металлических материалов в наноструктурном состоянии. Рaссмотрена роль дисперсного упрочнения в стабилизации наноструктуры и ее свойств при ползучести, в том числе в условиях воздействия зернограничных диффузионных потоков атомов примеси из внешней среды.
В. Г. Баженов, В. Л. Котов
"Научно-исследовательский институт механики Нижегородского государственного университета, 603950 Нижний Новгород"
Страницы: 139-149
Приводится модификация этапа "предиктор"
метода распада разрывов Годунова для
задач нелинейного деформирования мягких
грунтовых сред. Поведение грунтов
описывается моделью Григоряна с учетом
нелинейных диаграмм объемного
деформирования, сдвиговой прочности и
пластичности. Формулируются допущения,
при которых вспомогательная задача о
распаде разрыва в грунтах сводится к
известной задаче, имеющей единственное
решение. Приведены примеры численных
расчетов.
Представлены запасы жизнеспособных микроорганизмов в снежном покрове, талых водах, почве после снеготаяния, а также индексы санитарно-показательных бактерий: Clostridium perfringens, группы кишечной палочки (БГКП), термофилов. Показано участие чужеродных микроорганизмов в повышении токсигенности почв городской территории.
Исследованы детонационные свойства смесей конденсированных взрывчатых веществ (ВВ) с металлическими добавками. Разработана схема измерений высокой электропроводности продуктов детонации (σ > 10 Ω-1 · см-1) с временным разрешением ∼ 10 нс. Показано, что свойства продуктов детонации существенно зависят от содержания добавки в ВВ, дисперсности и плотности смеси. Электропроводность продуктов детонации исследованных составов достигает ≈5 · 103Ω-1 · см-1, что более чем на три порядка превышает электропроводность ВВ без добавки. Обнаружена существенная неоднородность электропроводности продуктов детонации по толщине проводящей области. Основная проводимость соответствует участку протяженностью ≈1 мм вблизи детонационного фронта. Степень пересжатия детонационной волны сильно влияет на электропроводность и толщину проводящей зоны. Предполагается, что характер изменения электропроводности со временем обусловлен последовательно протекающими процессами ударного сжатия ВВ, возбуждения химической реакции (в том числе реакции добавки с продуктами детонации), расширения продуктов детонации. Возможность исследования детонации в различных режимах обеспечивает высокую информативность использованного метода измерений.
А. Л. Верещагин
Бийский технологический институт (филиал) Алтайского государственного технического университета, 659305 Бийск, val@bti.secna.ru
Страницы: 119-120
На основе опубликованных данных о свойствах детонационного алмаза построена трехмерная фазовая диаграмма углерода в координатах <давление–температура–дисперсность>. Ключевые слова: трехмерная фазовая диаграмма, детонационный алмаз, наночастицы алмаза, ультрадисперсный углерод.
Изложены физические основы
жидкокристаллической термографии,
позволяющей визуализировать и измерять
поля температур и тепловых потоков.
Описаны техника эксперимента и способы
получения количественных результатов.
Рассмотрены два подхода к интерпретации
данных визуализации: монохроматический и
хроматический. Приведены результаты,
иллюстрирующие возможности метода в
аэрофизическом эксперименте.
С. Л. Гавриленко, С. В. Шилько, Р. А. Васин*
"Институт механики металлополимерных систем НАНБ, 246050 Гомель, Беларусь; *Институт механики Московского государственного университета, 119899 Москва"
Страницы: 117-124
Представлена модель установившегося
течения вязкопластического материала
между коаксиальными цилиндрами.
Учитывается нелинейность скоростной
чувствительности, типичная для
сверхпластичных материалов. Разработан
алгоритм расчета характеристик материала
на основе экспериментальных данных о
моментах и угловых скоростях вращения
коаксиальных цилиндров, дана оценка
устойчивости алгоритма при наличии
погрешности исходных данных.
С. Кудзило, П. Кохличек*, В. А. Тржчинский, С. Земан*
"Отдел взрывчатых веществ и физики взрыва, Военный технологический университет, Варшава, Польша, cudzilo@wul.wat.waw.pl; *Отделение теории и технологии взрывчатых веществ, Университет Пардубице, Пардубице, Чешская республика"
Ключевые слова: взрывчатые вещества, стеклянные микросферы, нитраты металлов, детонационные характеристики, работоспособность взрывчатых веществ.
Страницы: 95-102
Экспериментально и теоретически исследованы некоторые рабочие характеристики ряда эмульсионных взрывчатых веществ (ВВ) со стеклянными микросферами. Для каждого ВВ вычислена и определена экспериментально скорость детонации, и с каждым ВВ проведены опыты методами баллистического маятника и расширяющегося цилиндра. Полученные результаты позволили сравнить информативность обоих методов. Исследовано также влияние некоторых нитратов металлов, содержащихся в эмульсионной матрице, на детонационные характеристики и работоспособность ВВ.
Рассматривается растущая трещина
антиплоского сдвига в среде с
поврежденностью. Предполагается, что к
вершине трещины примыкает область
полностью поврежденного материала, в
которой все компоненты тензора
напряжений и параметр сплошности
обращаются в нуль. Проведен анализ
напряженно-деформированного состояния и
определена конфигурация области
полностью поврежденного материала. Дана
оценка скорости роста трещины при
различных значениях постоянных, входящих
в определяющие соотношения и
кинетическое уравнение.
Исследованы видовой состав и численность флагеллят в планктоне Чивыркуйского залива оз. Байкал в марте, августе, сентябре и октябре 1998 г. Видовой список нанофлагеллят в планктоне залива дополнен шестью видами, пять из которых – гетеротрофы, обитающие главным образом в мезотрофных водоемах. Впервые в Байкале найдены бесцветные Cryptophyta – Goniomonas (syn. Cyathomonas) truncata. В подледный период при сплошном плотном снеговом покрове вегетировали только гетеротрофные нанофлагелляты Spumella (Chrysophyta). Летом численность флагеллят была самой высокой, фотоавтотрофные преобладали над гетеротрофными.
"М. В. Чайкина1, J. Amgalan2, F. Battsetseg3, А. Dorjpalam3, D. Bayaraa4"
"1Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, ул. Кутателадзе, 18, Новосибирск 630128 (Россия), E-mail: chaikina@solid.nsk.su 2Institute of Chemistry and Chemical Technology, Mongolian Academy of Sciences, Pr. Mira, 54-26, Ulaanbaatar 51 (Mongolia) 3National University of Mongolia, lkh Surguuliin Gudamy 1, P.O.Box 46/337, Ulaanbaatar 210646 (Mongolia) 4State Pedagogical University, Baga Toiruu-14, Ulaanbaatar 210648 (Mongolia)"
Страницы: 503-
Исследован состав минералов, структура апатита и содержание экологически контролируемых элементов в фосфоритах месторождений Хубсугульского (ХФБ) и Дзабханского (ДзФБ) фосфоритоносных бассейнов Монголии. Проведена структурно-химическая и минералогическая классификация фосфоритов. По минералогическому составу большая часть фосфоритов относится к кремнистому и карбонатно-кремнистому типу. Фосфатное вещество фосфоритов месторождений ХФБ и ДзФБ представлено гидроксилкарбонатфторапатитом. По соотношению главных компонентов апатиты, слагающие эти фосфориты, относятся к первой подгруппе "щелочного" типа, т. е. являются дефицитными по фосфору относительно стехиометрического состава. Содержание элементов-примесей в фосфоритах оценивалось по безразмерному универсальному показателю - коэффициенту экологичности фосфатов, который для фосфоритов Хубсугульского месторождения составил 1.186, а для Бурэнханского - 1.643, что означает их экологическую безопасность и пригодность для использования в качестве удобрений без химической обработки и обогащения. Предложенная классификация и экологическая оценка необходимы при решении вопроса о выборе оптимальной технологии переработки фосфоритов, в том числе механохимической, как наиболее простой и экологически безопасной. Классификация может быть полезна при решении генетических вопросов и в дальнейших поисках новых месторождений фосфоритов.
Для измерения давления датчики обычно размещаются в торце узкого канала, примыкающего к тестируемому объему. В работе рассмотрен вопрос о соответствии измеряемого таким способом давления истинному давлению в объеме. Задача решается для коротких каналов в рамках уравнений Эйлера. Возмущение в тестируемом объеме создается посредством мгновенного локального подвода энергии. При решении применяется метод Маккормака в сочетании с сеточной процедурой, которая позволяет вводить в отдельных подобластях сетки, имеющие на порядок меньший шаг, и не порождает осцилляций и нефизических волн. Обнаружено существенное превышение осредненного давления у дна узкого канала над средним давлением в объеме, что связано с эффектом аномального аэродинамического нагрева. Дисперсия плотности и температуры газа в тестируемом объеме весьма значительна в течение длительного времени. Результаты исследования ставят под сомнение возможность использования только одного давления, измеряемого с помощью датчика в узком канале, для определения параметров потока в импульсных трубах и в проточных агрегатах с быстро протекающими процессами.
Теплопроводность 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропана (HFC-227ea) исследована в газовой фазе в интервале температур от 302 до 423 K при давлениях до 2,4 МПа. Измерения проведены стационарным методом коаксиальных цилиндров на образцах с чистотой 99,4 мол %. Погрешность полученных данных о теплопроводности не превышает ±2 – 2,5 %. Рассчитаны температурная зависимость теплопроводности пара низкой плотности, а также зависимости избыточной теплопроводности от температуры, плотности и давления.
С использованием математической модели двухфазной двухскоростной среды численно исследована регулярная ячеистая структура при детонации криогенной смеси (газообразный водород — капли жидкого кислорода) в плоском канале. Получены данные о размере ячеек, их форме, а также относительной высоте неровностей детонационного фронта. Изучено влияние начального давления и химического состава смеси на геометрические характеристики ячейки.
Экспериментально исследовано воздействие
формы и размеров преграды на отрывное
течение и теплообмен. Представлены
результаты исследования и сравнительного
анализа гидродинамической структуры
отрывного потока за ребром и уступом.
Показан принципиально различный характер
переносных процессов в отрывном течении
за данными препятствиями. Исследована
структура течения во вторичной вихревой
зоне.
"В. М. Мальбахов 1, В. А. Шлычков2"
"1Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН, проспект Академика Лаврентьева, 6, Новосибирск 630090 (Россия) 2Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН (Новосибирский филиал), Морской проспект, 2, Новосибирск 630090 (Россия) E-mail: mvm@оmmfao1.sscc.ru"
Страницы: 651-658
На основе анализа результатов расчетов по гидродинамической модели атмосферного конвективного ансамбля (LES) обсуждены различные механизмы процессов облако- и осадкообразования. Изучено влияние конвекции на вертикальный перенос аэрозолей. Показаны преимущества LES применительно к теоретическому изучению вертикального переноса аэрозолей в атмосфере.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
