Представлены результаты выполненных в последние годы экспериментальных исследований диффузионного горения микроструй водорода. Изучены особенности структуры течения водорода и его горения в зависимости от формы сопла, скорости истечения струи и гравитации, а также горение водорода в смеси с другими газами и периодическое воздействие на микроструи, в данном случае внешними акустическими колебаниями
Ч. Лу, Я. Цуй, Х. Сюй, Ш. Линь, Х. Лян
Чжэцзянский технологический университет, Ханчжоу, Китай lzm@zjut.edu.cn
Ключевые слова: формула Барлоу, разрушающее давление, сосуды высокого давления, численное моделирование, теория упругопластического деформирования
Страницы: 13-21
Выполнены численное моделирование и экспериментальное исследование процесса разрушения тонкостенных сосудов высокого давления, изготовленных из углеродистой стали. Исследовано разрушение сосудов при различных значениях отношeния длины сосуда к его диаметру. Проведено сравнение результатов численного моделирования и экспериментальных данных.
Н.С. Белоусова1,2, О.Г. Глотов1,2, И.В. Сорокин1 1Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, Новосибирск, Россия nata.bel.94@mail.ru 2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия glotov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: частицы титана, горение, смесевое топливо, агломерация, размер агломератов
Страницы: 22-26
Исследован процесс горения 12 смесевых топлив следующего состава: 60 % перхлората аммония ситовой фракции (180 - 250 мкм) - 20 % активного горючего связующего - 20 % титана различной дисперсности и природы (с частицами губчатой формы размером d = 32 - 71 мкм и с обкатанными частицами псевдосферической формы размером d = 71 - 500 мкм). Определены скорости горения и параметры агломерации металлического компонента при давлениях 0,35 МПа в азоте и 0,1 МПа в воздухе. Установлено, что агломераты с минимальными размерами образуются при использовании порошков титана с частицами наименьших размеров
С.М. Аульченко, Е.В. Картаев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия aulchsm@mail.ru
Ключевые слова: диоксид титана, диоксид кремния, композитная частица, плазмохимический реактор, односкоростная многокомпонентная среда, гомогенная и гетерогенная реакции, коагуляция
Страницы: 27-35
С использованием хлоридного метода, основанного на совместном окислении тетрахлоридов титана и кремния, проведено моделирование процесса одностадийного синтеза композитных наночастиц диоксида титана и диоксида кремния в рабочей зоне плазмохимического реактора. В разработанной модели синтеза учтена возможность агрегирования не только частиц диоксида титана, формирующих ядра композитных частиц, но и частиц диоксида кремния, не участвующих в образовании оболочки. Проведено сравнение результатов расчетов (размера ядер, толщины оболочки, количества частиц различного типа), полученных с использованием разных моделей.
А.Г. Маликов1, А.А. Голышев1, И.Е. Витошкин1,2 1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия smalik@ngs.ru 2Центр коллективного пользования "Сибирский кольцевой источник фотонов" Института катализа СО РАН, Новосибирск, Россия igor.vitoshkin.97@mail.ru
Ключевые слова: лазерная сварка, термически упрочняемые алюминиевые сплавы, прочность, аддитивные технологии, безразмерные параметры, гетерогенный материал
Страницы: 36-59
Приведен обзор методов лазерной сварки и аддитивных технологий, применяемых в современном машиностроении, представлены основные тенденции и аспекты данных технологий. Рассмотрены процессы лазерной сварки термически упрочняемых алюминиевых сплавов, а также проблемы получения высокопрочных сварных соединений. Проведен анализ процесса аддитивного выращивания гетерогенных материалов с учетом безразмерных параметров, определяющих структуру материалов, формируемых с использованием аддитивных технологий.
О.И. Гусев1, В.С. Скиба1,2, Г.С. Хакимзянов1, Л.Б. Чубаров1 1Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий, Новосибирск, Россия gusev_oleg_igor@mail.ru 2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия vassiliyskiba@gmail.com
Ключевые слова: уединенная волна, неровное дно, полупогруженное тело, нелинейно-дисперсионные уравнения, условия сопряжения, силовое воздействие, результаты расчетов
Страницы: 60-75
Рассматривается задача о взаимодействии уединенной волны с частично погруженным над неровным дном неподвижным телом. Для решения этой задачи используются нелинейно-дисперсионная модель мелкой воды (Серре - Грина - Нагди) и модель потенциальных течений. Численно исследуется влияние горизонтальных и вертикальных размеров неровностей дна и их расположения относительно полупогруженного тела на значения суммарной силы, воздействующей на препятствие. Показано, что горизонтальная составляющая этой силы монотонно увеличивается при увеличении вертикального размера и длины подводного препятствия. Этот эффект усиливается и при приближении к телу, а на вертикальную составляющую силы наличие препятствия оказывает слабое влияние, при этом ее зависимость от размера препятствия может быть немонотонной.
А.С. Устименко1, И.В. Литвинов2,3, В.И. Сонин1, С.И. Шторк2, П.А. Куйбин2,3, А.В. Семенова1 1АО "Силовые машины", Санкт-Петербург, Россия ustimenko_as@power-m.ru 2Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия litvinov@itp.nsc.ru 3Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия kuibin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: моделирование, проектирование, гидротурбина
Страницы: 76-85
Исследование потока за рабочим колесом гидротурбины на крупногабаритном испытательном стенде, состоящем из спиральной камеры, статора, направляющего аппарата и рабочего колеса, затруднительно вследствие высокой стоимости и трудоемкости. Поэтому предлагается подход к моделированию распределения скорости, характерного для потока на входе в отсасывающую трубу гидротурбины, позволяющий существенно снизить расходы на проведение испытаний. При этом поток на входе в отсасывающую трубу создается с помощью специального аппарата - завихрителя, представляющего собой комбинацию двух лопаточных решеток: неподвижной и вращающейся. Приводятся результаты аналитического расчета формы лопаток для воспроизведения заданного распределения скорости, соответствующего оптимальному режиму работы гидротурбины.
Л. П. Железнов
Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина, Новосибирск, Россия zgeleznov@sibnia.ru
Ключевые слова: цилиндрические композитные оболочки, полимерные композиционные материалы, нелинейное деформирование, устойчивость, метод конечных элементов, изгибающий и крутящий моменты, внутреннее давление
Страницы: 182-192
Решена задача об устойчивости цилиндрических оболочек, выполненных из композиционного материала, с учетом моментности и нелинейности их докритического напряженно-деформированного состояния. Геометрически нелинейная задача устойчивости решена методами конечных элементов и линеаризации Ньютона - Канторовича. Критические нагрузки определяются в процессе решения нелинейной задачи с помощью критерия Сильвестра. Используются разработанные на основе гипотезы Тимошенко конечные элементы композитных цилиндрических оболочек естественной кривизны, в аппроксимации перемещений которых в явном виде выделены жесткие перемещения, что существенно влияет на сходимость решения. Исследована устойчивость круговой цилиндрической оболочки, выполненной из полимерного композиционного материала, при комбинированном нагружении крутящим и изгибающим моментами и внутренним давлением. Изучено влияние способа укладки монослоев, нелинейности деформирования, внутреннего давления на критические нагрузки, при которых происходит потеря устойчивости оболочки
Д.Н. Чириков
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия d.n.chirikov@urfu.ru
Ключевые слова: феррогель, изгибная деформация, магнитное поле
Страницы: 193-200
Предложена модель статических поперечных упругих деформаций образца магнитного геля, имеющего форму сильно вытянутого цилиндра, находящегося под действием поперечного однородного магнитного поля и силы тяжести. Теоретические результаты, полученные в рамках предложенной модели, качественно согласуются с результатами лабораторных экспериментов
Д.В. Георгиевский
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия georgiev@mech.math.msu.su
Ключевые слова: нелинейно-вязкая среда, предел текучести, вязкопластическая среда, интенсивность тензора, функция упрочнения, течение в круглой трубе, расход, среды с мягкой и жесткой характеристиками
Страницы: 201-207
Исследуются течения несжимаемых сред с тензорно-линейными определяющими соотношениями, включающими произвольную скалярную нелинейность в виде монотонно возрастающей функции упрочнения. Выделяются два типа сред: без предела текучести (нелинейно-вязкие жидкости) и с пределом текучести (вязкопластические тела), причем среды второго типа интерпретируются как конечные возмущения соответствующих сред первого типа. На примере задачи об одномерном стационарном сдвиговом течении в круглой трубе показано влияние способа возмущения предела текучести на максимальную скорость и расход. Значения этих величин зависят от знака второй производной функции упрочнения, т. е. от того, каким материалом является невозмущенная среда: псевдопластичным или упрочняющимся