|
|
|
Главная – Журналы – Прикладная механика и техническая физика 2017 номер 1
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] => 3.142.98.60
[SESS_TIME] => 1732178374
[BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
[fixed_session_id] => 736a22b43e663e672056c9ef2db96ec3
[UNIQUE_KEY] => 94819588acb2fc78b922ba147c8770d1
[BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
(
[LOGIN] =>
[POLICY_ATTEMPTS] => 0
)
)
2017 год, номер 1
|
Ю.Н. Григорьев1,2, И.В. Ершов1,3
1Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
grigor@ict.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, 630090, Россия
3Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет, Новосибирск, 630008, Россия
i_ershov@ngs.ru
Ключевые слова: линейная теория устойчивости, колебательно-возбужденный газ, кривая нейтральной устойчивости, критическое число Рейнольдса, linear stability theory, vibrationally excited gas, neutral stability curve, critical Reynolds number
Страницы: 3-21
Аннотация >>
Построена асимптотическая теория кривой нейтральной устойчивости сверхзвукового плоского течения Куэтта колебательно-возбужденного газа. С использованием в качестве исходной математической модели уравнений двухтемпературной вязкой газовой динамики в рамках классической линейной теории устойчивости получена спектральная задача для системы линейных обыкновенных дифференциальных уравнений восьмого порядка. Единые для всех сдвиговых течений преобразования системы выполнялись по классической схеме Линя. Задача сведена к алгебраическому секулярному уравнению с характерным разделением на "невязкую" и "вязкую" части, которое решалось численно. Показано, что рассчитанные таким образом кривые нейтральной устойчивости хорошо согласуются с полученными ранее результатами прямого численного решения исходной спектральной задачи. В частности, при увеличении уровня возбуждения критическое число Рейнольдса увеличивается, а нейтральная кривая смещается в область больших волновых чисел. Это подтверждается также решением асимптотического уравнения для критического числа Рейнольдса при числе Маха M ≤4.
DOI: 10.15372/PMTF20170101 |
|
С.В. Головин1,2, М.Ю. Казакова1,2
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
golovin@hydro.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, 630090, Россия
m.u.kazakova@gmail.com
Ключевые слова: ячейка Хеле-Шоу с проницаемыми стенками, неустойчивость Саффмана-Тейлора, двухфазная жидкость, перенос примеси, Hele-Shaw cell with permeable walls, Saffman-Taylor instability, two-phase fluid, admixture transportation
Страницы: 22-36
Аннотация >>
Предложена одномерная модель переноса двухфазной жидкости (жидкость с песком и чистая жидкость) в ячейке Хеле-Шоу с проницаемыми стенками, через которые возможен отток чистой жидкости с увеличением концентрации песка. Построенная модель описывает процесс вытеснения двухфазной жидкости с образованием неустойчивости Саффмана — Тейлора и обобщает модель Коваля на случай изменения концентрации песка за счет оттока чистой жидкости через стенки ячейки. Проанализирована задача о распаде разрыва. Обнаружены новые по сравнению с моделью Коваля конфигурации течения.
DOI: 10.15372/PMTF20170102 |
|
С.Г. Псахье1,2, К.П. Зольников1, А.В. Корчуганов1, Д.С. Крыжевич1, Ю.В. Гриняев1
1Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, 634055, Россия
sp@ispms.ru
2Томский политехнический университет, Томск, 634050, Россия
Ключевые слова: нанопористые материалы, адсорбция, молекулярная динамика, водород, распределение плотности, nanoporous materials, adsorption, molecular dynamics, hydrogen, density distribution
Страницы: 37-41
Аннотация >>
С использованием метода молекулярной динамики исследовано поведение молекул водорода в нанопорах углерода различной формы: щелевидной, цилиндрической и сферической. Показано, что вблизи стенок нанопор формируется адсорбированный слой молекул с повышенной плотностью, между этим слоем и газом в центральной области нанопоры устанавливается динамическое равновесие. Установлено, что распределение плотности молекул газа по сечению зависит от кривизны стенок нанопор и их размера: при уменьшении размера нанопор плотность адсорбата увеличивается быстрее в сферических нанопорах, стенки которых характеризуются большей средней кривизной.
DOI: 10.15372/PMTF20170103 |
|
Дж. Пракаш, Р. Кумар, К. Лата
Университет штата Чимачал-Прадеш, Шимла, 171005, Индия
jpsmaths67@gmail.com
Ключевые слова: конвекция в многокомпонентной жидкости, принцип изменения типа устойчивости, колебательные движения, комплексная скорость роста возмущений, multicomponent convection, the principle of the exchange of stabilities, oscillatory motions, complex growth rate
Страницы: 42-54
Аннотация >>
Получено достаточное условие, при котором происходит изменение типа устойчивости конвекции в магнитогидродинамической многокомпонентной жидкости. Показано, что при наличии возмущений и выполнении указанного достаточного условия в жидкости могут возникнуть колебательные движения. Получены верхние оценки комплексной скорости роста амплитуды колебаний жидкости, в случае если хотя бы одна из границ области, занимаемой жидкостью, является жесткой.
DOI: 10.15372/PMTF20170104 |
|
М.О. Леви, Г.Ю. Леви, В.А. Лыжов
Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, 344006, Россия
mlevi@mindonline.ru
Ключевые слова: электромагнитоупругость, сегнетоэлектрики, ферромагнетики, функция Грина, слоистые структуры, фазовые скорости, electromagnetoelastic, ferroelectrics, ferromagnets, Green's function, layered structures, phase velocities
Страницы: 55-62
Аннотация >>
Рассматривается динамическая связанная задача о гармонических колебаниях электромагнитоупругой слоисто-неоднородной среды под действием осциллирующей механической или электрической нагрузки при задании на поверхности и внутренних границах этой среды различных условий электрического и магнитного полей. Построена функция Грина среды. Получены дисперсионные кривые и фазовые скорости для различных граничных условий и материалов.
DOI: 10.15372/PMTF20170105 |
|
С. Иджаз1, Н. Салим2, С. Манавар1,3
1Школа науки и технологий, Лахор, 54000 , Пакистан
saima_ijaz@hotmail.com
2Университет принца Мухаммада бин Фахда, Эль-Хубар, 31952, Саудовская Аравия
nsaleem@pmu.edu.sa
3Колледж делового администрирования, Дамман, Саудовская Аравия
sufian.munawar@hotmail.com
Ключевые слова: поперечный массообмен, аналитическое решение, течение в канале, магнитогидродинамика, условия скольжения, across mass transfer (AMT), analytical solution, channel flow, MHD, slip condition
Страницы: 63-72
Аннотация >>
Исследовано влияние скольжения на поперечный массообмен в трехмерном потоке вязкой жидкости в канале с растягивающейся стенкой в предположении, что стенки канала являются пористыми, вследствие чего возможен поперечный массообмен. Определяющие уравнения решаются аналитически. Проверена точность решения, полученного в виде рядов, путем его сравнения с численным решением. Показано, что с использованием условий скольжения можно управлять величиной сопротивления на обтекаемой поверхности.
DOI: 10.15372/PMTF20170106 |
|
Т. Хайат1,2, Ф. М. Аббаси3, А. Алсаеди2
1Университет Куэд-и-Азам, Исламабад, 44000, Пакистан
fmgpak@gmail.com
2Университет короля Абдул-Азиза, Джедда, 21589, Саудовская Аравия
aalsaedi@hotmail.com
3Институт информационных технологий COMSATS, Исламабад, 44000, Пакистан
abbasisarkar@gmail.com
Ключевые слова: перистальтическое движение, джоулев нагрев, эффекты Соре и Дюфура, peristaltic transport, Joule heating, Soret and Dufour effects
Страницы: 73-81
Аннотация >>
Исследуется тепло- и массоперенос при перистальтическом движении вязкой жидкости. Математическое моделирование этого процесса проводится с учетом джоулева нагрева и эффектов Соре и Дюфура в длинноволновом приближении при малых числах Рейнольдса. Решение задачи получено методом возмущений при малом числе Бринкмана.
DOI: 10.15372/PMTF20170107 |
|
Р. Кэндэзэми1, В. В. Балачандар2, С. Б. Хасан2
1Исследовательский центр вычислительной математики, Бату-Пахат, 86400, Малайзия
future990@gmail.com
2Университет Тун Хуссейн Онн, Джохор, Малайзия
vibhuvignesh3@gmail.com
Ключевые слова: поток вблизи точки торможения, наножидкость, броуновское движение, термофорез, магнитное поле, stagnation-point flow, nanofluid, Brownian motion, thermophoresis, magnetic field
Страницы: 82-91
Аннотация >>
Численно исследуются стационарное двумерное магнитогидродинамическое течение вблизи точки торможения электрически проводящей жидкости и теплообмен (с тепловым излучением) в наножидкости на сжимающейся-растягивающейся поверхности. Построена модель течения наножидкости, учитывающая броуновское движение и термофорез. С использованием преобразования подобия уравнения пограничного слоя преобразуются в нелинейные обыкновенные дифференциальные уравнения высокого порядка. Показано, что на скорость, температуру и концентрацию значительное влияние оказывают броуновское движение, тепловое излучение и термофоретическое осаждение частиц.
DOI: 10.15372/PMTF20170108 |
|
И.В. Стурова
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
sturova@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: линейная теория мелкой воды, изгибно-гравитационные волны, вязкоупругий ледяной покров, вертикальная стенка, периодическая внешняя нагрузка, краевые волны, linear shallow water theory, bending gravity waves, viscoelastic ice cover, vertical wall, periodic external load, edge waves
Страницы: 92-101
Аннотация >>
Представлено решение линейной гидроупругой задачи об установившихся вынужденных колебаниях полубесконечного ледяного покрова под действием локализованной внешней нагрузки. Ледяной покров моделируется вязкоупругой тонкой пластиной, толщина слоя жидкости полагается малой, используется теория мелкой воды. Жидкость ограничена твердой вертикальной стенкой, прямолинейный край упругой пластины, примыкающий к стенке, может быть как свободным, так и защемленным. Решение получено с помощью интегрального преобразования Фурье. Исследовано поведение ледяного покрова в зависимости от частоты внешней нагрузки и граничных условий на краю пластины. Показано, что в случае свободного края пластины на нем возникают значительные прогибы, сопоставимые с прогибами в центре области воздействия давления. Установлено, что вследствие существования волновых движений типа краевых волн энергия внешней нагрузки переносится на большие расстояния вдоль свободного края, на краю защемленной пластины возникают значительные изгибающие моменты, которые при достаточно большой интенсивности внешней нагрузки могут привести к разрушению ледяного покрова.
DOI: 10.15372/PMTF20170109 |
|
М.В. Норкин
Институт математики, механики и компьютерных наук, Ростов-на-Дону, 344090, Россия
norkinmi@mail.ru
Ключевые слова: идеальная несжимаемая жидкость, круговой цилиндр, удар, кавитационное торможение, свободная граница, каверна, малые времена, число Фруда, ideal incompressible fluid, circular cylinder, impact, cavitation deceleration, free boundary, cavity, small times, Froude number
Страницы: 102-107
Аннотация >>
Исследуется процесс образования каверны при вертикальном ударе и последующем торможении кругового цилиндра, полупогруженного в жидкость. Ставится задача с односторонними ограничениями, из которой определяются начальные области отрыва и контакта частиц жидкости, а также возмущения внутренней и внешней свободных границ жидкости на малых временах. Решение задачи строится с помощью прямого асимптотического метода, эффективного на малых временах. Приводятся примеры численных расчетов образования одной и двух каверн вблизи границы тела. Показано, что ускорение цилиндра оказывает существенное влияние на картину течения жидкости вблизи тела на малых временах.
DOI: 10.15372/PMTF20170110 |
|
Л.А. Толоконников, Н.В. Ларин
Тульский государственный университет, Тула, 300012, Россия
tolokonnikovla@mail.ru
Ключевые слова: отражение и прохождение звука, неоднородный термоупругий слой, теплопроводная жидкость, reflection and transmission of sound, inhomogeneous thermoelastic layer, heat-conducting liquid
Страницы: 108-116
Аннотация >>
Получено аналитическое решение задачи о прохождении плоской звуковой волны через термоупругий дискретно-неоднородный слой, граничащий с невязкими теплопроводными жидкостями. Приведены результаты расчетов зависимостей коэффициента прозрачности от угла падения волны и частоты для дискретно-неоднородного и непрерывно-неоднородного термоупругих слоев. Показано, что непрерывно-неоднородный по толщине термоупругий слой можно моделировать системой однородных термоупругих слоев.
DOI: 10.15372/PMTF20170111 |
|
А. Гафури, М. Салари, А. Ф. Джозаи
Исламский университет Азад, Ахваз, Иран
a.ghafouri@iauahvaz.ac.ir
Ключевые слова: наножидкость, интенсификация теплообмена, квадратная ячейка, уравнение теплопроводности, nanofluid, heat transfer enhancement, square enclosure, thermal conductivity model
Страницы: 117-131
Аннотация >>
Проведено численное моделирование переменной теплопроводности в смешанно-конвекционном потоке в заполненной наножидкостью вода — частицы оксида алюминия двумерной квадратной ячейке с подвижными верхней и нижней стенками. Верхняя и нижняя горизонтальные стенки ячейки теплоизолированны, в то время как на каждой боковой стенке поддерживается собственная постоянная температура. Использованы пять моделей теплопроводности, получены оценки влияния объемной температуры, размера и объемной доли наночастиц, броуновского движения, толщины межфазного слоя и других параметров на теплоперенос. С использованием конечно-разностной схемы второго порядка с центральным узлом решаются основные уравнения завихренности потока совместно с уравнениями сохранения массы и энергии. Показано, что увеличение интенсивности теплопереноса происходит в том случае, когда учитываются размеры наночастиц и объемная температура наножидкости.
DOI: 10.15372/PMTF20170112 |
|
Н. Самукта1, Р. Равиндран1, М. Ганапатирао2
1Национальный технологический институт, Тируччираппалли, 620015, Индия
samyupsgk@gmail.com
2Национальный институт информационных технологий, Нимрана, 301705, Индия
G.Maradana@niituniversity.in
Ключевые слова: неравномерный массообмен через щелевое отверстие, смешанно-конвекционный поток, растягиваемая пластина, химическая реакция, выделение тепла, nonuniform slot suction, mixed convection, stretching sheet, chemical reaction, heat generation
Страницы: 132-145
Аннотация >>
Проведено исследование влияния химической реакции, выделения и поглощения тепла на характеристики стационарного смешанно-конвекционного потока в пограничном слое на вертикально растягиваемой пластине при наличии неравномерного вдува (отсоса) через щелевое отверстие. С помощью группы неавтомодельных преобразований исходные уравнения для пограничного слоя с граничными условиями преобразованы к безразмерному виду. В результате численного решения системы нелинейных дифференциальных уравнений с частными производными получены неавтомодельные решения. Проведены расчеты скорости, температуры и концентрации, локального коэффициента трения поверхности, локального числа Нуссельта и числа Шервуда при различных значениях безразмерных параметров. Показано, что при неравномерном отсосе через щелевое отверстие локальные числа Нуссельта и Шервуда увеличиваются, а при неравномерном вдуве через щелевое отверстие — уменьшаются. Установлено, что при выделении тепла локальное число Нуссельта уменьшается, в то время как при его поглощении — увеличивается.
DOI: 10.15372/PMTF20170113 |
|
Д. Желван
Касликский университет Святого Духа, Джуния, Ливан
jadjelwan@usek.edu.lb
Ключевые слова: поврежденность, ползучесть, образцы с надрезами, экспериментальные данные, damage, creep, notched bars, experimental data
Страницы: 146-157
Аннотация >>
Предложена модификация теории Качанова–Работнова повреждаемости материала в условиях ползучести. Представлены одномерная и многомерная модели с учетом неустановившейся ползучести. Скалярный параметр поврежденности вычислялся до момента разрушения как функция времени и напряжения. При построении модели использованы экспериментальные результаты для случая одноосного деформирования образца. Вычислены времена до разрушения для образцов с различными надрезами. Показано, что использование параметра поврежденности позволяет определить область, в которой происходит повреждение. Проведено сравнение экспериментальных и теоретических результатов. Показано, что учет первой стадии ползучести оказывает существенное влияние на распределение областей, в которых происходит повреждение материала.
DOI: 10.15372/PMTF20170114 |
|
Г. Бабаи, Мустофи Т. Мирзабабаи, М. Алитаволи, А. Сайединейад
Гилянский университет, Решт, 3756-41635, Иран
ghbabaei@guilan.ac.ir
Ключевые слова: деформирование, прямоугольная пластина, гидродинамика, ударник, ударная волна, deformation, rectangular plate, hydrodynamics, drop hammer, shock wave
Страницы: 158-167
Аннотация >>
Приведено описание экспериментальной установки, состоящей из падающего ударника и трубы с жидкостью, в которой генерируется ударная волна. Представлены результаты экспериментов по деформированию защемленных прямоугольных пластин под действием ударной волны. Получена зависимость смещения центральной точки пластины от кинетической энергии ударника. С использованием результатов анализа размерностей и метода сингулярного разложения на основе экспериментальных данных построены аналитические зависимости смещения центральной точки пластины от параметров ударного воздействия.
DOI: 10.15372/PMTF20170115 |
|
А.Б. Мустафаев
Институт математики и механики НАН Азербайджана, Баку, AZ1141, Азербайджан
azer_bm@list.ru
Ключевые слова: щель переменной ширины, неоднородное поле напряжений, температурное поле, контактные напряжения, сцепление, проскальзывание, slit of variable width, inhomogeneous stress field, temperature field, contact stresses, adhesion, slippage
Страницы: 168-176
Аннотация >>
Исследуется изменение температурного поля вблизи концов щели переменной ширины под действием неоднородного поля напряжений. Решение краевой задачи о равновесии щели с частично контактирующими берегами (на некоторой части зоны контакта возникает сцепление берегов, а на другой части возможно проскальзывание) при действии внешнего неоднородного поля напряжений, температурного поля и усилий на контактирующих поверхностях щели переменной ширины, сравнимой с перемещениями в упругом состоянии, сводится к задаче линейного сопряжения аналитических функций.
DOI: 10.15372/PMTF20170116 |
|
Э.П. Фельдман1, Н.А. Калугина1, Т.Н. Мельник2
1Институт физики горных процессов Национальной академии наук Украины, Днепропетровск, 49600, Украина
feldman_40@mail.ru
2Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина, Донецк, 83114, Украина
melnik@fti.dn.ua
Ключевые слова: угольный пласт, газонаполненная трещина, фильтрация, диффузия, выброс, coal bed, gas-filled crack, filtration, diffusion, emission
Страницы: 177-188
Аннотация >>
С использованием методов теоретической физики проанализирован процесс развития магистральных трещин в угольном пласте вследствие быстрой разгрузки. Получены критерий разрушения и критерий времени разрушения участка на краю пласта.
DOI: 10.15372/PMTF20170117 |
|
В.М. Грешнов, Р.И. Шайхутдинов, И.В. Пучкова
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, 450000, Россия
Greshnov_VM@list.ru
Ключевые слова: необратимая деформация, дислокационная ползучесть, вязкое разрушение, структурно-феноменологический подход, длительная прочность, irreversible deformation, dislocation creep, ductile fracture, structural-phenomenological approach, creep-rupture strength
Страницы: 189-198
Аннотация >>
С использованием физико-математической теории необратимых деформаций металлов построена кинетическая модель длительной прочности. Предложен алгоритм математического моделирования процесса, происходящего при растяжении образцов. Приведены результаты экспериментальной проверки одноосной модели длительной прочности. Показано, что предложенная модель отличается от известных тем, что в ней содержатся физические структурные параметры (скалярные плотности дислокаций и микротрещин) и кинетические уравнения для них.
DOI: 10.15372/PMTF20170118 |
|
А.П. Янковский
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
lab4nemir@rambler.ru
Ключевые слова: упругие пластины, равнонапряженное армирование, изгибное деформирование, теория Рейсснера, неединственность решения, elastic plates, equally stressed reinforcement, bending deformation, the Reissner theory, nonuniqueness of solutions
Страницы: 199-209
Аннотация >>
С использованием гипотез теории Рейсснера сформулирована задача равнонапряженного армирования (РА) поперечно изгибаемых упругих пластин волокнами с постоянным поперечным сечением. Выполнен анализ соответствующей системы разрешающих уравнений и граничных условий. Рассмотрены модельные задачи РА подвергаемых цилиндрическому изгибу прямоугольных удлиненных пластин при различных типах нагружения одной из продольных кромок и жестком закреплении другой. Показана возможность существования двух решений задачи РА, одно из которых является регулярным, а другое — сингулярным. Выявлены краевые эффекты, возникающие при наличии приложенного к кромке крутящего момента, который оказывает существенное влияние не только на напряженно-деформированное состояние связующего материала, но и на структуру армирования.
DOI: 10.15372/PMTF20170119 |
|
А.М. Ильясов
Институт механики им. Р. Р. Мавлютова, Уфа, 450054, Россия
amilyasov67@gmail.com
Ключевые слова: упругое идеально пластическое тело, задача Ламе, критерий текучести, цементное кольцо, elastic perfectly plastic body, Lame problem yield criterion, cement ring
Страницы: 210-217
Аннотация >>
В рамках модели идеально пластического изотропного тела на основе решения задач Ламе для однослойной и двухслойной труб, а также критерия текучести Губера – Мизеса предложена модель для прогнозирования прочности цементного кольца, примыкающего к стволу добывающей скважины, без учета внутренних и температурных напряжений.
DOI: 10.15372/PMTF20170120 |
|
