|
|
|
Главная – Журналы – Прикладная механика и техническая физика 2017 номер 4
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] => 3.144.42.233
[SESS_TIME] => 1732177977
[BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
[fixed_session_id] => 29a4365dd5624e1ebe33c33204a2162f
[UNIQUE_KEY] => d1cf861cceea096eee487f62fee1ad18
[BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
(
[LOGIN] =>
[POLICY_ATTEMPTS] => 0
)
)
2017 год, номер 4
|
С.Д. Гилев, В.С. Прокопьев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
gilev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: магнитная кумуляция, магнитокумулятивный генератор, электромагнитная энергия, магнитный поток, индуктивно связанные контуры, коэффициент связи, согласование генератора с нагрузкой, magnetic cumulation, magnetic cumulation generator, electromagnetic energy, magnetic flux, inductively coupled circuits, coupling coefficient, generator-load coupling
Страницы: 3-13
Аннотация >>
Предложен метод генерации электромагнитной энергии и магнитного потока в магнитокумулятивном генераторе, основанный на динамическом изменении коэффициента связи контуров. Проведено сравнение данной схемы с известными схемами генерации магнитной энергии с помощью магнитной кумуляции (классический магнитокумулятивный генератор, генератор с трансформаторной связью, генератор с динамическим трансформатором). Показана возможность получения больших значений магнитной энергии с использованием данного метода. Установлено, что предлагаемая схема более эффективна, чем известная трансформаторная схема. Проведены эксперименты по генерации электромагнитной энергии, показавшие эффективность предлагаемого метода.
DOI: 10.15372/PMTF20170401 |
|
В.В. Пай1, М.А. Гулевич1, И.В. Яковлев1, В.И. Лысак2, С.В. Кузьмин2, С.В. Хаустов2
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
pai@hydro.nsc.ru
2Волгоградский государственный технический университет, Волгоград, 400131, Россия
lysak@vstu.ru
Ключевые слова: ударная волна, детонация, термопарный метод, измерение температуры, shock wave, detonation, thermocouple method, temperature measurement
Страницы: 14-21
Аннотация >>
Представлены результаты измерений температуры газообразных и жидких реагирующих сред, выполненных термопарным методом с использованием батареи (медь-константан-медь) планарных термопар, размещенной в исследуемой среде. Показано, что в результате конвективного теплообмена в течение 0,5÷1,5 мкс происходит выравнивание температуры "горячих" спаев термопар и окружающей среды. Зависимость возникающего при таком нагреве напряжения на термобатарее от времени регистрировалась импульсным осциллографом. По измеренному максимальному значению напряжения определялась температура среды. Проведена серия экспериментов по измерению температуры воды и матрицы эмульсионного взрывчатого вещества, сжатых ударной волной, а также продуктов детонации смесей аммонита с гидрокарбонатом натрия при различных соотношениях масс. Получены оценки тепловых потоков от продуктов детонации к контактирующим с ними металлическим поверхностям термобатареи.
DOI: 10.15372/PMTF20170402 |
|
Л.-Ц. Чжоу1,2, С.В. Мелешко2
1Университет финансов и экономики Гуйчжоу, Гуйян, 550025, Китай
longqiao@163.com
2Технологический университет Суранари, Накхон Ратчасима, 30000,Таиланд
sergey@math.sut.ac.th
Ключевые слова: линейная термовязкоупругость, группы симметрии, частично инвариантные решения, интегродифференциальные уравнения, linear thermoviscoelasticity, symmetry groups, partially invariant solutions, integrodifferential equations
Страницы: 22-45
Аннотация >>
С помощью метода группового анализа исследованы интегродифференциальные уравнения, соответствующие линейной термовязкоупругой модели. Использован подход для вычисления групп симметрии таких уравнений. Получено общее решение определяющих уравнений исследуемой системы. С использованием подалгебр допускаемой алгебры Ли изучаются два класса частично инвариантных решений исследуемой системы интегродифференциальных уравнений.
DOI: 10.15372/PMTF20170403 |
|
Д.В. Георгиевский, Г.С. Тлюстангелов
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, 119991, Россия
georgiev@mech.math.msu.su
Ключевые слова: растекание, сток, вязкая жидкость, возмущение, метод интегральных соотношений, неравенства Фридрихса, оценки устойчивости, невязкий предел, spreading, drain, viscous fluid, perturbation, method of integral relations, Friedrichs inequalities, stability estimates, inviscid limit
Страницы: 46-55
Аннотация >>
Исследуется эволюция малых возмущений кинематических и динамических характеристик, вносимых в радиальное течение плоского кольца, заполненного однородной ньютоновской жидкостью либо идеальной несжимаемой жидкостью. При задании расхода как функции времени основное движение полностью определяется условием несжимаемости независимо от свойств среды. Для возмущения функции тока получено бипараболическое уравнение с четырьмя однородными граничными условиями, моделирующими прилипание к расширяющимся (сужающимся) стенкам кольца. С помощью метода интегральных соотношений для квадратичных функционалов найдены верхние оценки возмущений. Рассмотрен случай экспоненциального затухания начальных возмущений на конечном либо бесконечном интервале времени. Обоснована допустимость в данной задаче невязкого предела, для которого получены как верхние, так и нижние оценки.
DOI: 10.15372/PMTF20170404 |
|
О.Ю. Цвелодуб1,2, Д.Г. Архипов1,2
1Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
tsvel@itp.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, 630090, Россия
theory@itp.nsc.ru
Ключевые слова: пленка вязкой жидкости, газовый поток, модельная система, эволюционное уравнение, эволюция возмущений, viscous fluid film, gas flow, model system, evolution equation, evolution of perturbations
Страницы: 56-67
Аннотация >>
Выведена новая система уравнений для моделирования динамики длинноволновых возмущений на поверхности тонкого горизонтального слоя тяжелой вязкой жидкости, движущейся под действием турбулентного потока газа. В случае малых чисел Рейнольдса жидкости из данной системы уравнений получено эволюционное уравнение для величины отклонения толщины пленки от невозмущенного уровня. Приведены некоторые решения этого уравнения.
DOI: 10.15372/PMTF20170405 |
|
С. Халдар, С. Мухопадхай, Г. С. Лайек
Университет г. Бурдвана, Бурдван, 713104, Индия
samu_haldar@yahoo.in
Ключевые слова: модель Кэссона вязкой жидкости, пограничный слой, cтепенной закон растяжения пленки, двойное решение, Casson fluid model, boundary layer flows, power-law stretching sheet, dual solutions
Страницы: 68-74
Аннотация >>
Изучено установившееся течение в пограничном слое вязкой жидкости Кэссона вдоль растягивающейся по степенному закону пленки. При различных значениях параметров задачи получено численное автомодельное решение, зависящее от материальных параметров жидкости. Для некоторого диапазона этих параметров получено два решения. В результате численного решения установлено, что с увеличением показателя степени β в реологическом уравнении Кэссона скорость жидкости уменьшается. Показано, что при больших значениях β коэффициент поверхностного трения и распределение скорости по толщине пограничного слоя для жидкости Кэссона такие же, как и для ньютоновской жидкости.
DOI: 10.15372/PMTF20170406 |
|
В.А. Кирий1,2, В.С. Шелистов1,2, Е.А. Демехин1
1Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, Краснодар, 350051, Россия
vladimir@kiriy.ru
2Кубанский государственный университет, Краснодар, 350040, Россия
shelistov_v@mail.ru
Ключевые слова: электрокинетическая неустойчивость, двойной электрический слой, полупроницаемые мембраны, микровихри Духина, микровихри Рубинштейна - Зальцмана, уравнения Нернста - Планка - Пуассона - Стокса, электролит, electrokinetic instability, double electric layer, semipermeable membranes, Dukhin microvortices, Rubinstein-Salzmann microvortices, Nernst-Planck-Poisson-Stokes equations, electrolyte
Страницы: 75-81
Аннотация >>
Численно исследованы электрокинетические процессы вблизи неоднородных ионоселективных поверхностей (электродов, мембран, микро- и наноканалов), состоящих из чередующихся проводящих и непроводящих участков, при наличии нормального к поверхности электрического тока. Обнаружено увеличение плотности электрического тока при определенном чередовании проводящих и непроводящих участков поверхности. Показано, что вольт-амперные характеристики однородных и неоднородных электрических мембран качественно согласуются. Выявлены различные физические явления, приводящие к появлению сверхпредельного тока в однородных и неоднородных мембранах.
DOI: 10.15372/PMTF20170407 |
|
Л.А. Ткачева
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
tkacheva@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: поверхностные волны, изгибно-гравитационные волны, упругая пластина, дисперсионные соотношения, преобразование Фурье, метод Винера - Хопфа, surface waves, flexural gravitational waves, elastic plate, dispersion relations, Fourier transform, Wiener-Hopf method
Страницы: 82-94
Аннотация >>
Рассматриваются колебания полубесконечного ледяного покрова в идеальной несжимаемой жидкости конечной глубины под действием локальной периодической во времени нагрузки осесимметричного вида. Ледяной покров моделируется тонкой упругой пластиной постоянной толщины. С помощью метода Винера - Хопфа построено аналитическое решение задачи. Исследована асимптотика амплитуд колебаний пластины и жидкости в дальнем поле. Показано, что распространение волн в дальнем поле неравномерно, выделяются направления, по которым волны распространяются со значительно большей амплитудой.
DOI: 10.15372/PMTF20170408 |
|
М.К. Хасанов
Башкирский государственный университет, Стерлитамак, 453103, Россия
hasanovmk@mail.ru
Ключевые слова: пористая среда, газовые гидраты, фильтрация, porous medium, gas hydrates, filtration
Страницы: 95-107
Аннотация >>
Представлена математическая модель инжекции углекислого газа в насыщенный метаном и водой природный пласт, сопровождающейся образованием гидрата диоксида углерода в протяженной области. Исследованы зависимости координат границ области фазовых переходов от давления инжектируемого газа и исходных параметров пласта. Установлено, что скорость ближней границы области гидратообразования уменьшается с увеличением водонасыщенности и исходной температуры пласта, скорость дальней границы области фазовых переходов увеличивается с увеличением давления инжектируемого газа и проницаемости пласта. Показано, что при достаточно больших значениях исходной температуры пласта возможен режим, при котором на дальней межфазной границе происходит вытеснение метана углекислым газом без образования гидрата, а на ближней межфазной границе вода полностью переходит в гидратное состояние.
DOI: 10.15372/PMTF20170409 |
|
В.Е. Накоряков, О.В. Витовский
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
nakve@itp.nsc.ru
Ключевые слова: теплообмен, гелий-ксеноновая смесь, число Прандтля, участок тепловой и гидродинамической стабилизации, тепловой поток, heat transfer, helium-xenon mixture, Prandtl number, Section of thermal and hydrodynamic stabilization, heat flow
Страницы: 108-114
Аннотация >>
Приводятся результаты экспериментального исследования теплообмена в случае течения гелий-ксеноновой смеси с числом Прандтля, приближенно равным 0,23, а также течений чистого гелия и воздуха в нагреваемых трубках круглого или треугольного сечения при постоянной плотности теплового потока. Исследован участок тепловой стабилизации. Проведено сравнение закона теплообмена на стабилизированном участке с известными соотношениями. Разработан подход, позволяющий получить формулу для расчета теплообмена в теплообменниках с круглым или треугольным поперечным сечением, работающих в режиме нагрева смеси на начальном участке.
DOI: 10.15372/PMTF20170410 |
|
М. Ш. Уддин1, А. Заиб2, К. Бхаттачарийа3,4
1Университет г. Кхулна, Кхулна, Бангладеш
sharif_ku@yahoo.com
2Федеральный университет искусств, наук и технологий Урду, Карачи, Пакистан
zaib20042002@yahoo.com
3Инженерный институт, 221005 Варанаси, Индия
krish.math@yahoo.com
4Университет г. Бурдван, Бурдван, Индия
Ключевые слова: тепловое излучение, неустановившееся течение, теплоперенос, неавтомодельные решения, наножидкость, сжимающаяся пластина, экспоненциальный закон, thermal radiation, unsteady flow, heat transfer, dual non-similarity solutions, nanofluid, exponentially shrinking sheet
Страницы: 115-125
Аннотация >>
Изучается влияние теплового излучения на теплоперенос в неустановившемся течении наножидкости (вода, содержащая частицы меди) на сжимающейся по экспоненциальному закону пористой пластине. С помощью преобразования исходная задача сводится к краевой задаче для обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений. С использованием численного метода получены два неавтомодельных решения и выполнен их анализ при различных значениях параметров задачи. Установлено, что наличие теплового излучения приводит к существенному увеличению скорости переноса тепла, при этом толщина теплового пограничного слоя уменьшается.
DOI: 10.15372/PMTF20170411 |
|
П.В. Королев, А.П. Крюков, Ю.Ю. Пузина
Национальный исследовательский университет “МЭИ”, Москва, 111250, Россия
Korolyov2007@yandex.ru
Ключевые слова: эксперимент, He-II, тепломассоперенос, пленочное кипение, пористая структура, experiment, He-II, heat and mass transfer, film boiling, porous structure
Страницы: 126-134
Аннотация >>
Рассматриваются проблемы организации и проведения экспериментального исследования кипения сверхтекучего гелия (He-II) на цилиндрическом нагревателе, расположенном внутри пористого тела. Представлены схема установки, описание экспериментальной ячейки, средств контроля и измерения, а также видеофиксации и обработки данных. Приводится методика проведения эксперимента, а также полученные результаты.
DOI: 10.15372/PMTF20170412 |
|
Р.В. Сагитов1, А.Н. Шарифулин2
1Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, 614990, Россия
sagitovrv@mail.ru
2Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, 614990, Россия
albert.sharifulin@gmail.com
Ключевые слова: адвективное течение, наклонный слой, продольный градиент температуры, неустойчивость, устойчивая стратификация, advective flow, inclined layer, longitudinal temperature gradient, instability, stable stratification
Страницы: 135-141
Аннотация >>
Исследована устойчивость стационарного конвективного течения в плоском наклонном слое жидкости, ограниченном идеально теплопроводными твердыми плоскостями, при наличии однородного продольного градиента температуры в условиях устойчивой стратификации, когда слой наклонен таким образом, что температура в его нижней части меньше, чем в верхней.
DOI: 10.15372/PMTF20170413 |
|
Г. Мин, Т. Юн, Г. Сюнь, Ю. Боши, Ц. Гуанюн
Чанчуньский университет наук и технологий, Чанчунь, 130022, Китай
guoming1012@sina.com
Ключевые слова: лазер с миллисекундной длительностью импульса, импульс, монокристаллический кремний, температурное поле, метод конечных элементов, millisecond laser, pulse, monocrystalline silicon, temperature field, finite element method
Страницы: 142-152
Аннотация >>
С использованием уравнения теплопроводности, учитывающего фазовые переходы и зависимость термофизических параметров от температуры, изучены температурное поле и фазовые переходы в монокристаллическом кремнии при его нагреве лазерным лучом. С помощью метода конечных элементов и метода конечных разностей выполнено численное моделирование температурного поля и фазовых переходов при различных значениях параметров миллисекундного лазера с излучением в форме гауссова пучка и различных значениях длительности импульса. Проведено сравнение результатов численных расчетов и экспериментальных данных.
DOI: 10.15372/PMTF20170414 |
|
Р.Ф. Шарафутдинов, А.А. Садретдинов, А.М. Шарипов
Башкирский государственный университет, Уфа, 450076, Россия
gframil@rambler.ru
Ключевые слова: термометрия в скважинах с гидроразрывом пласта, эффект Джоуля - Томсона, адиабатический эффект, двухфазная фильтрация, thermometry in wells with hydraulic fracture of reservoir, Joule-Thomson effect, adiabatic effect, two-phase filtration, well, reservoir
Страницы: 153-162
Аннотация >>
На основе численного моделирования неизотермической фильтрации жидкости с учетом эффекта Джоуля - Томсона и адиабатического эффекта исследуется распределение температуры в пласте с трещиной гидроразрыва. Показано, что наличие в пласте трещины гидроразрыва приводит к немонотонному изменению ее температуры во времени: вследствие уменьшения давления в скважине сначала наблюдается уменьшение температуры за счет адиабатического расширения жидкости, а в дальнейшем - ее увеличение за счет влияния эффекта Джоуля - Томсона. Приближение фронта вытеснения нефти водой к скважине приводит к незначительному уменьшению температуры вследствие теплообменных процессов в системе пласт - трещина гидроразрыва.
DOI: 10.15372/PMTF20170415 |
|
М.-Й. Ху, Ч.-Х. Чзан
Военно-морской инженерный университет, Ухань, 430033, Китай
shuai_humingyong@163.com
Ключевые слова: импульс треугольной формы, плавающая льдина, неустановившееся движение, преобразование Ханкеля, вязкоупругая пластина, triangular pulse load, floating ice, displacement response, Hankel transformation, viscoelastic plate
Страницы: 163-170
Аннотация >>
С использованием преобразований Ханкеля и Лапласа получено аналитическое решение задачи о движении льдины под действием импульса треугольной формы. Построены зависимости прогиба от времени при различных значениях физических и геометрических параметров задачи, а также распределение прогиба по пространственной координате.
DOI: 10.15372/PMTF20170416 |
|
М. Акбарзаде Хоршиди, М. Шариати
Университет им. Фирдоуси, Мешхед, Иран
majid.akbarzadeh.kh@gmail.com
Ключевые слова: потеря устойчивости, закритическое деформирование, микробалка с трещиной, моментная теория упругости, характерный линейный размер, buckling, postbuckling, cracked microbeam, couple stress theory, size effect
Страницы: 171-179
Аннотация >>
С использованием модифицированной моментной теории упругости исследуются устойчивость и закритическое деформирование микробалки Эйлера - Бернулли при наличии в ней краевой трещины нормального отрыва. Трещина моделируется невесомой спиральной упругой пружиной. Используемая модель содержит характерный линейный размер, позволяющий учесть масштабный эффект. При формулировке задачи о закритическом деформировании используются нелинейные соотношения Кармана. Получены аналитические решения задач об устойчивости и закритическом деформировании микробалки со свободно опертыми торцами при наличии в ней трещины. Исследовано влияние положения трещины, ее жесткости и характерного линейного размера модели материала балки на ее устойчивость и закритическое деформирование.
DOI: 10.15372/PMTF20170417 |
|
М.А. Ильгамов1,2
1Институт машиноведения им. А. А. Благонравова, Москва, 117901, Россия
ilgamov@anrb.ru
2Институт механики им. Р. Р. Мавлютова, Уфа, 450054, Россия
Ключевые слова: стержень, динамическое сжатие, инерционные и упругие силы, динамическое выпучивание, bar, dynamic compression, inertial and elastic forces, dynamic buckling
Страницы: 180-188
Аннотация >>
Решается задача о динамическом выпучивании стержня под действием сжимающей силы с учетом инерционных и упругих сил на различных стадиях процесса. Определена длительность инерционной стадии. Показано, что в твердых телах и газожидкостных средах длительность инерционной стадии для реальных параметров элементов конструкций может быть больше длительности ударного нагружения.
DOI: 10.15372/PMTF20170418 |
|
Л.А. Толоконников, Н.В. Ларин, С.А. Скобельцын
Тульский государственный университет, Тула, 300012, Россия
tolokonnikovla@mail.ru
Ключевые слова: отражение звука, упругий цилиндр, неоднородный упругий слой, законы неоднородности, sound reflection, elastic cylinder, inhomogeneous elastic coating, inhomogeneity laws
Страницы: 189-199
Аннотация >>
Рассматривается обратная задача об определении законов неоднородности покрытия упругого цилиндра, обеспечивающих наименьшее отражение плоской звуковой волны в определенном угловом секторе и в заданном диапазоне частот. На основе решения прямой задачи построен функционал, выражающий интенсивность отражения, и предложен алгоритм его минимизации. Получены аналитические выражения, описывающие механические параметры неоднородного покрытия.
DOI: 10.15372/PMTF20170419 |
|
Ч. К. Рао1, Л. Б. Рао2
1Объединение институтов Налла Нарасимха Редди, Хайдарабад, 500088, Индия
chellapilla95@gmail.com
2Школа механических и строительных наук, Ченнай, 600048, Индия
bhaskarbabu_20@yahoo.com
Ключевые слова: критическая скорость, однослойная углеродная нанотрубка, нелокальная теория упругости, двухпараметрическое основание, critical velocity, SWCNT, nonlocal elasticity theory, two-parameter foundation
Страницы: 200-210
Аннотация >>
Исследуется устойчивость углеродной нанотрубки, помещенной в упругую среду Пастернака и транспортирующей жидкость. Уравнения задачи выводятся с использованием нелокальной теории упругости, учитывающей малый характерный размер среды. В случае трубки с шарнирно опертыми торцами задача решается с использованием метода разложения в ряды Фурье, в случае трубки с защемленными торцами - с использованием метода Галеркина. Получены замкнутые выражения для критической скорости, при которой происходит потеря устойчивости нанотрубки, при различных значениях параметров жесткости основания Пастернака и Винклера. Исследована зависимость критической скорости транспортируемой жидкости от нелокального характерного линейного размера среды. Установлено, что критическая скорость потока жидкости, переносимой нанотрубками, существенно зависит как от жесткости основания, так и от характерного линейного размера среды.
DOI: 10.15372/PMTF20170420 |
|
Ц.-С. Ли, Ч.-Б. Чень, И.-Х. Цзяо
Харбинский технологический института, Харбин, Китай
lijiaxing-abc@163.com
Ключевые слова: пластина L-образной формы, пьезоэлектрический актуатор, активный контроль, волновое приближение, мощность потока, L-connected plate, piezoelectric actuator, active control, wave approach, power flow
Страницы: 211-222
Аннотация >>
Изучается задача управления мощностью волнового потока в пластине L-образной формы. Мощность волнового потока уменьшается закрепленной на пластине пьезоэлектрической вставкой, являющейся актуатором. Для расчета оптимальных значений управляющих моментов актуатора используется метод наименьших квадратов. Исследуется работа актуатора при управляющих моментах, близких к оптимальным, c учетом влияния волн, распространяющихся в плоскости пластины.
DOI: 10.15372/PMTF20170421 |
|
