ТОМ 96, №6

К 75-ЛЕТИЮ АЛЕКСАНДРА ИВАНОВИЧА ШНИПА
 
Автор:  Редколлегия

ИДЕНТИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕПЛОПЕРЕНОСА ВТСП КАТУШЕК. 2. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ОЗТ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
Представленная работа является продолжением разработки расчетно-экспериментального метода определения теплофизических характеристик (ТФХ) катушек статора генератора, функционирующего с использованием явления высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП). В данной работе рассматриваются алгоритмы идентификации моделей теплопереноса в композитном материале обмотки катушки статора. По найденным теплофическим свойствам планируется изучить электротепловое взаимодействие в высокотемпературном сверхпроводнике до его перехода в сверхпроводящее состояние. Существует значительное разнообразие методов решения задач идентификации математических моделей теплопереноса, в частности, определения теплофизических характеристик композиционных материалов. В результате анализа альтернативных методов решения задачи идентификации в работе используется метод итерационной регуляризации.  
Автор:  О. М. Алифанов, С. А. Будник, А. Г. Викулов, А. В. Ненарокомов, Д. М. Титов, А. В. Моржухина, В. В. Ильин
Ключевые слова:  ВТСП катушки, обратные задачи теплообмена, метод итерационной регуляризации, криогенные процессы.
Стр:  1405

МЕТОД ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ ТЕПЛОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ТЕРМОУПРУГИХ КОНСТРУКЦИЙ
Излагается применение обратных задач к тепловой диагностике неоднородных конструкций, рассматриваются вариационные формулировки изучаемых задач, доказана их разрешимость и описан итерационный алгоритм решения. Результаты применены к тепловой диагностике термоупругих конструкций, доказана теорема существования и единственности решения задачи об определении неоднородных термических характеристик среды, которая применяется для восстановления физико-технического образа диагностируемого объекта, сформулировано необходимое условие экстремума в виде вариационного неравенства. Приводится пример численного решения рассматриваемой задачи и дается анализ результатов расчета о применении предложенной методики диагностики  
Автор:  А. М. Пашаев, А. Д. Искендеров, М. А. Мусаева
Ключевые слова:  тепловая диагностика, термоупругость, вариационный метод, обратные задачи, диагностика конструкций
Стр:  1419

ДВОЙСТВЕННАЯ ВАРИАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ НЕЛИНЕЙНОЙ ЗАДАЧИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ С УЧЕТОМ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ НЕЛОКАЛЬНОСТИ
Теории микроконтинуума имеют большой потенциал для моделирования структурно-чувствительных материалов. Исследования возможностей использования нелокальной термомеханики при моделировании наноустройств и наноэлектромеханических систем (NEMS), сред со сложной внутренней микро- и наноструктурой сегодня являются актуальными. Анализ таких моделей связан, как правило, с преодолением определенных трудностей, вызванных необходимостью численного решения интегро-дифференциальных уравнений. Возможности анализа математических моделей непрерывной среды могут быть расширены благодаря применению вариационных методов. В данной работе описано построение соотношений двойственной вариационной модели стационарной нелинейной задачи теплопроводности с учетом эффектов нелокальности. Показано, что условия стационарности альтернативного функционала совпадают с известными аналогичными условиями при отсутствии нелокальности. Количественный анализ проведен на примере задачи о неограниченной в своей плоскости пластине с действующими внутренними источниками тепловыделения. Такие задачи характерны, например, для явлений теплового взрыва при протекании в материале тела экзотермических химических реакций или теплового пробоя слоя диэлектрика под действием высокой разности электрических потенциалов. Двойственная вариационная формулировка задачи позволяет не только получить приближенное решение рассматриваемой задачи, но и оценить погрешность этого решения, а также при необходимости уменьшить эту погрешность путем подбора аппроксимирующих функций  
Автор:  И. Ю. Савельева
Ключевые слова:  пространственная нелокальность, двойственная вариационная формулировка, функционал, нелинейная задача теплопроводности, тепловыделение, пластина
Стр:  1429

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН НА ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ ЗАМЕРЗШИХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ В УСЛОВИЯХ АРКТИКИ
На сегодняшний день можно считать установленным, что тепловая схема тела человека состоит из "ядра", включающего в свой состав головной мозг, внутренние органы грудной и брюшной полостей и "оболочки", состоящие из кожи, подкожной основы и поверхностных мышц. Целью работы является проектирование прибора для медленного бесконтактного размораживания конечности, получившей холодовую травму и предварительно теплоизолированной от внешней среды. Проведено измерение температуры мышечной ткани биообъекта, получившего обморожение в экспериментальных условиях, предварительно помещенного в теплоизоляционный материал с последующим бесконтактным разогревом волнами СВЧ диапазона малой мощности. Поскольку теплоизоляционный материал радиопрозрачен для СВЧ диапазона, нагревающий эффект будет действовать непосредственно на исследуемый образец  
Автор:  А. С. Андреев, С. О. Семенов, Р. З. Алексеев, Е. С. Лукин, М. В. Федоров
Ключевые слова:  мышечная ткань, гипотермия, термометрия, низкие температуры, холодовая травма, обморожение
Стр:  1440

СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ТРЕХСЛОЙНОЙ ПЛАСТИНЫ, ВОЗБУЖДЕННЫЕ ТЕПЛОВЫМ ПОТОКОМ
Рассмотрено воздействие теплового потока постоянной интенсивности на круговую трехслойную пластину, теплоизолированную по контуру и нижней поверхности. Приведено решение задачи теплопроводности для пластины с усредненными по толщине теплофизическими параметрами материалов. Нестационарное температурное поле неоднородно по толщине пластины. Показано, что при мгновенном падении тепловой поток может вызвать прогиб и свободные колебания трехслойной пластины.
Кинематика пакета пластины подчиняется гипотезе ломаной линии. После приложения нагрузки нормаль в тонких несущих слоях не изменяет своей длины и остается перпендикулярной к срединной поверхности слоя. В сравнительно толстом заполнителе деформированная нормаль сохраняет длину и прямолинейность, но поворачивается на малый дополнительный угол, т. е. учитывается сдвиг. Приведена постановка соответствующей начально-краевой задачи. Уравнения движения получены с помощью вариационного метода при учете поперечных сил инерции. На контуре пластины приняты граничные условия шарнирного опирания. Радиальные перемещения в слоях выражены через три искомые функции — прогиб пластины, сдвиг и радиальное перемещение срединной плоскости заполнителя. Показано, что эти искомые функции удовлетворяют неоднородной системе трех дифференциальных уравнений. Для решения системы применен метод разложения в ряд по построенной фундаментальной системе собственных ортонормированных функций. Выписано трансцендентное уравнение для получения соответствующих собственных чисел. Проведен числовой параметрический анализ решения в зависимости от геометрических и теплофизических характеристик материалов слоев и времени воздействия теплового потока  
Автор:  Э. И. Старовойтов, Ю. М. Плескачевский, Д. В. Леоненко, Д. В. Тарлаковский
Ключевые слова:  нестационарное температурное поле, трехслойная круговая пластина, свободные колебания
Стр:  1445

РАСЧЕТ ОБРАЗОВАНИЯ ОСАДКА НА ОРЕБРЕННЫХ ТРУБАХ ТЕПЛООБМЕННИКА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ С ТВЕРДЫМИ ЧАСТИЦАМИ
Разработана математическая модель процесса осаждения твердых частиц на наружной поверхности труб оребренного теплообменника при конденсации парогазовой смеси, содержащей частицы. Модель основана на определении поля температур в круглом ребре по заданному распределению толщины осадка. Предлагаемая модель позволяет оценить влияние конструктивных и тепловых параметров на тепловой поток, отводимый круглым ребром цилиндрической трубе. Оценено влияние изменения таких параметров как толщина ребра и теплопроводность слоя осадка на перенос тепла  
Автор:  А. В. Дмитриев, Н. Д. Якимов, В. В. Харьков, Г. Р. Бадретдинова
Ключевые слова:  оребренные трубы, круглое ребро, образование осадка
Стр:  1456

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА ТЕПЛА В ДИАБАТИЧЕСКОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЕ
Повышение энергоэффективности при проведении процессов тепло- и массообмена в колонных ректификационных аппаратах является одной из актуальных проблем прикладной науки и промышленности. Рассмотрен способ повышения энергоэффективности при ректификации жидких смесей за счет диабатизации колонн, заключающийся в установке встроенных теплообменников. Целью исследований является определение тепловых характеристик потока при использовании классического метода интенсификации теплообмена — оребрения снаружи труб. Было разработано математическое описание конденсации восходящих паров на горизонтальной поверхности оребренных труб дефлегматора. В результате исследований определены тепловые мощности, температуры теплоносителя на выходе из трубчатого дефлегматора, расходы охлаждающей воды, коэффициенты теплоотдачи, линейные коэффициенты теплопередачи, термические сопротивления теплоотдачи с оребренными и гладкими трубами дефлегматоров на каждой тарелке в укрепляющей части ректификационной колонны. Результаты теоретических исследований показали, что интенсификация процессов переноса тепла при оребрении наружной поверхности труб позволила увеличить тепловые потоки в дефлегматорах до 3.74 раз. Показано, что применение интенсификаторов теплообмена в виде оребрения с наружной стороны труб дефлегматора позволяет выравнять термические сопротивления теплоотдачи. Установлено, что исследуемая конструкция трубчатого дефлегматора с оребренными трубами позволяет повысить КПД клапанной тарелки по Мерфри на 7.7%.  
Автор:  И. Н. Мадышев, А. О. Маясова
Ключевые слова:  диабатическая ректификация, оребрение труб, теплопередача, термическое сопротивление
Стр:  1464

DUAL SERIES EQUATIONS TO SOLVE THE LAPLACE EQUATION WITH MIXED BOUNDARY CONDITIONS
A solution of the Laplace equation in cylindrical coordinates is presented for a bounded cylinder with the known height and radius which is subject to inhomogeneous mixed boundary conditions of the third and second kinds on the surface. On the other surface, unmixed boundary conditions of the first or second kind are given. Through separation of variables, the Hankel integral transform, and the dual series equations, the solution of the mixed problem is reduced to solving the Fredholm integral equation of the second kind.  
Автор:  N. A. Hoshan
Ключевые слова:  : dual series equations, mixed boundary conditions
Стр:  1473

УСЛОВИЯ ИНИЦИИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИИ В СТЕХИОМЕТРИЧЕСКОЙ ВОДОРОДНО-ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ СТРИМЕРНЫМ РАЗРЯДОМ
Выполнено численное моделирование условий прямого инициирования детонации в горючей смеси в области минимума ее критических энергий. В качестве источника инициирования детонации использовался стримерный СВЧ разряд. Расчеты проводились на основе модели двумерной детонации в горючей смеси в цилиндрическом канале с использованием системы уравнений газовой динамики и химической кинетики. Процесс инициирования детонации рассматривался применительно к стехиометрической водородно-воздушной смеси, находящейся при различных начальных давлениях. Изучены требования к источнику инициирования детонации горючей смеси с точки зрения практической досягаемости ее критических параметров  
Автор:  П. В. Булат, К. Н. Волков, Л. П. Грачев, И. И. Есаков, А. А. Раваев
Ключевые слова:  горючая смесь, стримерный разряд, инициирование детонации
Стр:  1481

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГОРЕНИЯ ЗЕРНЕНОГО ЗАРЯДА В ЗАМКНУТОМ ОБЪЕМЕ
Представлено экспериментально-теоретическое исследование горения зерненых зарядов, состоящих из пироксилиновых порохов в манометрической бомбе постоянного объема. Проведено сравнение экспериментально замеренной зависимости роста давления в манометрической бомбе с расчетами по термодинамической модели горения навески пороха в манометрической бомбе с использованием эмпирического закона зависимости скорости горения от давления и по сопряженной модели нестационарного горения пороха. Нестационарная скорость горения пироксилинового пороха, обусловленная большой скоростью роста давления в манометрической бомбе, отличается от квазистационарной скорости. Это отличие зависит от скорости роста давления и от его абсолютной величины и уменьшается с увеличением давления.  
Автор:  А. Н. Ищенко, А. Ю. Крайнов, К. С. Рогаев, А. С. Дьячковский, Е. Ю. Степанов
Ключевые слова:  манометрическая бомба, порох, нестационарное горение, численное моделирование
Стр:  1487

ДИНАМИКА ПОЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ В ПЛАСТЕ И В ТРЕЩИНЕ ГРП ПРИ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЯХ СТОЛБА ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ
Исследована задача о собственных колебаниях столба жидкости в вертикальной скважине, возникших вследствие резкого закрытия скважины. Построена математическая модель процесса собственных колебаний столба жидкости в скважине, сообщающейся с пластом через проницаемые стенки открытого участка и трещину ГРП. Рассмотрена динамика фильтрационных полей давления в пласте и в трещине ГРП вблизи призабойной зоны скважины. Проанализировано влияние проницаемости пласта, проводимости трещины ГРП и длины скважины на характер и глубину проникновения фильтрационных возмущений давления при собственных колебаниях столба жидкости в скважине. Установлено, что данный способ диагностики скважин достаточно информативный и позволяет получить сведения о коллекторских характеристиках трещины ГРП и прилегающей к скважине зоне пласта  
Автор:  В. Ш. Шагапов, Г. Р. Рафикова, З. З. Мамаева
Ключевые слова:  скважина, нефть, гидроудар, собственные колебания жидкости, трещина ГРП, фильтрационные возмущения
Стр:  1494

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ НЕСОВЕРШЕНСТВА ПЕРФОРАЦИИ НА ПОЛЯ СКОРОСТИ В НЕФТЕГАЗОВОМ ПЛАСТЕ
Исследованы поля давления и скорости фильтрационных потоков, возникающих при отборе углеводородов из пластов-коллекторов, вскрытых несовершенно. Представлена задача о поле давления, в которой учтены два фактора несовершенства перфорации: первый заключается в наличии невскрытого участка в интервале перфорации, а второй вызван несовпадением интервала перфорации с границами проницаемого насыщенного пласта. Создана конечно-разностная программа для расчетов полей скорости и давления в пласте с несовершенным вскрытием. Вычислительный эксперимент свидетельствует, что приток из несовершенно вскрытых слоев однородного изотропного пласта не является равномерным, а максимум модуля горизонтальной компоненты скорости достигается на границах вскрытых слоев  
Автор:  А. И. Филиппов, О. В. Ахметова, М. Р. Губайдуллин
Ключевые слова:  фильтрация, несовершенное вскрытие, двумерное течение, конечно-разностная программа, поле давления, поле скоростей
Стр:  1502

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИ ГАЗА В СОПРЯЖЕННОЙ СИСТЕМЕ ПЛАСТ–СКВАЖИНА С УЧЕТОМ ДЕФОРМАЦИИ ПЛАСТА
Построена модель процесса движения газа в системе пласт–скважина с учетом деформации пласта. Решена краевая задача нестационарного движения газа. Получены аналитические выражения, позволяющие определить динамики устьевого давления и расхода газа. Проведены численные расчеты при практических значениях параметров системы  
Автор:  Н. Р. Абдуллаева
Ключевые слова:  давление, фильтрация газа, преобразование Лапласа, дифференциальное уравнение, деформация
Стр:  1510

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ИНДИКАТОРНОЙ ЖИДКОСТИ В ПЛАСТЕ С ТРЕЩИНОЙ ГИДРОРАЗРЫВА
Представлены результаты моделирования фильтрации индикаторной жидкости (водного раствора индикатора) в низкопроницаемом пласте с трещиной гидроразрыва с учетом диффузионного и конвективного массопереноса через боковые стенки трещины. Моделирование фильтрационно-диффузионных процессов является актуальным для реализации трассерных исследований в нефтедобыче, а также для некоторых процессов гидрогеологии и экологии (контроль за закачкой промстоков в пласты), химической и мембранной технологий. Решение задачи реализовано с использованием метода интегральных преобразований Лапласа. Проведен анализ полученных решений, позволяющий определять основные качественные особенности рассматриваемых процессов диффузии и фильтрации  
Автор:  И. Л. Хабибуллин, Р. З. Хасанова
Ключевые слова:  водный раствор индикатора, оторочка раствора, диффузия, фильтрация, метод преобразований Лапласа, концентрация индикатора
Стр:  1520

РАСЧЕТ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ УГЛЕВОДОРОДНОЙ СМЕСИ С УЧЕТОМ КАПИЛЛЯРНОГО СКАЧКА НА ПРИМЕРЕ АСТРАХАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Исследовано влияние капиллярного скачка давления в пористой среде на равновесие между ее жидкой и газовой фазами, описываемое уравнением состояния Пенга–Робинсона. Проведен численный анализ фазовых диаграмм газоконденсатной смеси при различных капиллярных скачках давления, построенных в координатах давление газа–давление жидкости. Граница двухфазной области в пористой среде рассматривалась как граница области существования двухфазной смеси. Расчеты проводились без привязки к конкретной пористой среде и были основаны на условии фазового равновесия среды при различных капиллярных скачках давления.  
Автор:  М. И. Райковский, А. Ю. Демьянов, О. Ю. Динариев, Д. В. Руденко
Ключевые слова:  капиллярный скачок давления, насыщенность, фазовое равновесие, газоконденсатная смесь, свободная энергия
Стр:  1527

ОБРАЗОВАНИЕ ГАЗОГИДРАТА В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ С КИНЕТИКОЙ АРРЕНИУСОВСКОГО ТИПА
Представлена теоретическая модель процесса гидратообразования в пористом пласте при нагнетании в него газа в случае, когда кинетика гидратообразования описывается законом Аррениуса. Установлено, что в случае непроницаемой для потока газа границы фазового перехода гидратообразование реализуется в основном при постоянном давлении. Показано, что при инжекции газа с температурой, равной исходной температуре в пласте, вся вода в его порах переходит в газогидратное состояние  
Автор:  И. К. Гималтдинов, М. В. Столповский, Е. Ю. Кочанова
Ключевые слова:  газогидрат, пористый пласт, метан, инжекция, температура
Стр:  1537

НАКЛОННОЕ ПАДЕНИЕ ЗВУКОВОЙ ВОЛНЫ НА ГРАНИЦУ РАЗДЕЛА ПУЗЫРЬКОВАЯ ЖИДКОСТЬ–ПОРИСТАЯ СРЕДА, НАСЫЩЕННАЯ ПУЗЫРЬКОВОЙ ЖИДКОСТЬЮ
Теоретически исследованы отражение и преломление гармонической звуковой волны на границе раздела пузырьковая жидкость–пористая среда, насыщенная пузырьковой жидкостью. Установлено, что в случае падения такой волны на указанную границу под некоторым углом происходит полное внутреннее отражение поперечной волны. Определены условия, при которых отражение волны происходит как от жесткой стенки  
Автор:  И. К. Гималтдинов, Л. Ф. Ситдикова, А. А. Гималтдинова
Ключевые слова:  звуковая волна, коэффициент отражения и прохождения, полное внутреннее отражение
Стр:  1544

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ АЗОТА И КИСЛОРОДА С ПОМОЩЬЮ СЕЛЕКТИВНОЙ МЕМБРАНЫ
Представлена математическая модель процесса разделения воздуха на азот и кислород в мембранной установке, в котором разделение происходит в динамике внутри и снаружи трубчатой пористой мембраны. При помощи численного моделирования указанного процесса получено распределение концентрации азота после прохождения мембраны. Установлено, что проницаемость трубок мембраны оказывает значительное влияние на качество отбираемого газа и на время выхода установки на рабочий режим  
Автор:  М. А. Анисимова, А. Я. Гильманов, А. В. Кузнецов, А. П. Шевелёв
Ключевые слова:  разделение, смесь газов, механика, селективные мембраны, проницаемость, закон сохранения массы, закон Дарси
Стр:  1552

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ РАСТВОРА СУЛЬФАТА КАЛИЯ В АППАРАТЕ ПЛОСКОКАМЕРНОГО ТИПА
Предложен комбинированный подход к математическому моделированию электробаромембранного разделения раствора сульфата калия при варьировании трансмембранного давления и фиксированном значении плотности тока, заключающийся в использовании уравнений материального баланса по растворителю, растворенному веществу и эмпирических зависимостей по кинетическим коэффициентам. Разработана статическая математическая модель процесса электробаромембранного разделения раствора сульфата калия в аппарате плоскокамерного типа при оттоке пермеата через две полупроницаемые стенки, позволяющая рассчитать целевые показатели электробаромембранной системы (объемный расход и общее солесодержание растворенного вещества в ретентате).  
Автор:  С. В. Ковалев, П. Луа, И. С. Седоплатов, Д. И. Кобелев, О. А. Ковалева
Ключевые слова:  электробаромембранное разделение, математическая модель, сульфат калия
Стр:  1559

О ТЕРМОМЕХАНИКЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО ЗЕРНИСТОГО СЛОЯ
Исследованы закономерности термомеханики зернистого слоя при неравномерном распределении тепловыделения. Описана бифуркация стационарного решения уравнения движения газа при учете температурной зависимости его вязкости. Установлены зависимости критического давления и критического расхода газа от определяющих факторов  
Автор:  Ю. С. Теплицкий, Е. А. Пицуха, А. Р. Рослик
Ключевые слова:  зернистый слой, запирание газового потока, неравномерное тепловыделение, вязкоинерционный режим течения, бифуркация
Стр:  1567

КОНДЕНСАЦИЯ ВЛАГИ В КРОТОВИНАХ В ЛЕТНЕЕ ВРЕМЯ
Выполнено моделирование процессов переноса тепла и влаги в кротованном почвогрунте с учетом фазовых переходов воды и пара. Изучены годовые и суточные колебания температуры по глубине почвенного слоя и грунта. Предложены оценки конденсации влаги на внутреннюю поверхность почвы и кротовины. Определены скорости движения атмосферного воздуха в кротовинах и его расходы в ламинарном и турбулентном режимах течения. Обнаружена конденсация влаги из почвенного воздуха в корнеобитаемый слой в ночное и утреннее время суток. Установлено, что в естественных условиях масса выпавшего в кротовинах конденсата недостаточна для существенного увеличения влажности почвы, однако наличие кротовин в почве сказывается положительно на ее продуктивности. Показано, что применение кротовин в полупустынях улучшает прокорм сайгаков и других диких животных  
Автор:  М. Г. Алишаев
Ключевые слова:  почва, влага, испарение, конденсация, температура, перенос, кротовины, урожайность
Стр:  1575

ПРИМЕР ТОЧНОГО РЕШЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ЗАДАЧИ ДВУХКОМПОНЕНТНОЙ КОНВЕКЦИИ
Приведен пример точного аналитического решения задачи конвекции, в которой плавучесть зависит от двух субстанций, диффундирующих с разными скоростями. Рассматривается развитие конвекции от мгновенных вертикально-однородных источников указанных субстанций в однородной среде в поле силы тяжести. Медленно диффундирующая субстанция, распределенная в области меньших размеров, сильнее влияет на градиенты скорости возникающих конвективных течений и тем самым в большей степени определяет развитие конвекции, что возможно даже при относительно небольшом вкладе этой субстанции в суммарную плавучесть среды. В ситуации, когда вносимая в среду суммарная плавучесть равна нулю (положительная и отрицательная плавучести двух субстанций компенсируют друг друга), возможно возникновение ненулевого в среднем вертикального течения  
Автор:  Л. Х. Ингель
Ключевые слова:  двухкомпонентная конвекция, дифференциальная диффузия, нестационарная задача, аналитическое решение
Стр:  1582

ТЕПЛООТДАЧА И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ ПУЧКОВ ТРУБ С НАНЕСЕННЫМИ НА ИХ ПОВЕРХНОСТЬ ГЕНЕРАТОРАМИ ВИХРЕЙ
С привлечением методов вычислительной гидрогазодинамики проведено исследование конвективного теплообмена пучков труб с нанесенными на их внешнюю поверхность интенсификаторами теплообмена в виде системы сферических выемок. Наличие интенсификаторов изменяет структуру течения и турбулизирует его в окрестности выемок, что может приводить к уменьшению длины следа за пучком труб и снижению за счет этого гидравлических потерь. Показаны перспективы использования интенсификаторов для повышения теплоаэродинамической эффективности пучков труб при их различной компоновке  
Автор:  И. А. Попов, Ю. В. Жукова, Т. А. Баранова, Р. Т. Кадыров, Г. С. Маршалова, А. Д. Чорный
Ключевые слова:  конвективный теплообмен, турбулентный режим течения, интенсификация теплообмена, теплоаэродинамическая эффективность, вычислительная гидрогазодинамика
Стр:  1586

ВЛИЯНИЕ СЖИМАЕМОСТИ НА ОСЕСИММЕТРИЧНОЕ ОБТЕКАНИЕ КОМПОНОВКИ ЦИЛИНДРА С СООСНЫМИ ДИСКАМИ, ОПТИМАЛЬНОЙ ПО ЛОБОВОМУ СОПРОТИВЛЕНИЮ ПРИ ТРАНСЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ
Выполнено численное исследование влияния сжимаемости воздуха на его циркуляционное течение в зазоре между диском и цилиндром, а также на лобовое сопротивление компоновки диск–цилиндр–диск с диаметром выступающего диска 0.4 и зазором 0.98, близкой к оптимальной по профильному сопротивлению для движения с трансзвуковой скоростью в диапазоне чисел Маха от 0 до 2. Обоснована адекватность численных прогнозов при их сравнении с имеющимися результатами трубных испытаний. В трансзвуковом диапазоне чисел Маха от 0.7 до 0.8 установлена перестройка вихревой структуры в зазоре между выступающим диском и передним торцом цилиндра. Поэтому в отличие от осесимметричного обтекания компоновки диск–цилиндр–диск, оптимальной для несжимаемой среды, над сдвиговым слоем отрывного течения в зазоре не образуется прямых и косых скачков, и при М = 0.9 над боковой поверхностью цилиндра формируется лямбда-образный скачок. Волновое сопротивление компоновки диск–цилиндр–диск, оптимальной для трансзвуковых скоростей, возрастает с меньшим темпом при увеличении числа Маха и оказывается почти вдвое меньшим волнового сопротивления компоновки диск–цилиндр–диск, оптимальной для режима глубоких дозвуковых скоростей  
Автор:  С. А. Исаев, Д. В. Никущенко, А. Г. Судаков, Н. В. Тряскин, Л. П. Юнаков
Ключевые слова:  сжимаемость, цилиндр с дисками, отрывное осесимметричное обтекание, турбулентность, вихревые структуры, лобовое сопротивление, численное моделирование
Стр:  1603

ВЛИЯНИЕ СЖИМАЕМОСТИ НА ОСЕСИММЕТРИЧНОЕ ОБТЕКАНИЕ КОМПОНОВКИ ЦИЛИНДРА С СООСНЫМИ ДИСКАМИ, ОПТИМАЛЬНОЙ ПО ЛОБОВОМУ СОПРОТИВЛЕНИЮ ПРИ ТРАНСЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ
Выполнено численное исследование влияния сжимаемости воздуха на его циркуляционное течение в зазоре между диском и цилиндром, а также на лобовое сопротивление компоновки диск–цилиндр–диск с диаметром выступающего диска 0.4 и зазором 0.98, близкой к оптимальной по профильному сопротивлению для движения с трансзвуковой скоростью в диапазоне чисел Маха от 0 до 2. Обоснована адекватность численных прогнозов при их сравнении с имеющимися результатами трубных испытаний. В трансзвуковом диапазоне чисел Маха от 0.7 до 0.8 установлена перестройка вихревой структуры в зазоре между выступающим диском и передним торцом цилиндра. Поэтому в отличие от осесимметричного обтекания компоновки диск–цилиндр–диск, оптимальной для несжимаемой среды, над сдвиговым слоем отрывного течения в зазоре не образуется прямых и косых скачков, и при М = 0.9 над боковой поверхностью цилиндра формируется лямбда-образный скачок. Волновое сопротивление компоновки диск–цилиндр–диск, оптимальной для трансзвуковых скоростей, возрастает с меньшим темпом при увеличении числа Маха и оказывается почти вдвое меньшим волнового сопротивления компоновки диск–цилиндр–диск, оптимальной для режима глубоких дозвуковых скоростей.  
Автор:  С. А. Исаев, Д. В. Никущенко, А. Г. Судаков, Н. В. Тряскин, Л. П. Юнаков
Ключевые слова:  сжимаемость, цилиндр с дисками, отрывное осесимметричное обтекание, турбулентность, вихревые структуры, лобовое сопротивление, численное моделирование
Стр:  1603

СТРУКТУРА ПОТОКА ВОЗДУХА В ЦИЛИНДРЕ ДВИГАТЕЛЕЙ С ВПУСКНЫМИ ТРУБОПРОВОДАМИ РАЗНЫХ КОНФИГУРАЦИЙ
Представлены результаты экспериментального исследования структуры стационарного потока воздуха в цилиндре поршневых двигателей внутреннего сгорания с впускными системами различных конструкций при его заполнении через тарельчатый клапан на основе метода тепловизуализирующей съемки. Установлено, что поперечное профилирование впускных труб цилиндра оказывает существенное влияние на структуру потока в нем. Показано, что использование квадратной и треугольной труб позволяет получить более равномерное распределение потока по объему цилиндра по сравнению с трубами других конфигураций, что обеспечивает более полное сгорание топливно-воздушной смеси и, соответственно, улучшение технико-экономических и экологических показателей поршневого двигателя  
Автор:  Л. В. Плотников
Ключевые слова:  двигатель внутреннего сгорания, цилиндр, система впуска, профилированные трубы, стационарный поток, экспериментальные исследования
Стр:  1614

ЛАМИНАРНЫЙ ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ В ДВУМЕРНЫХ ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЯХ
Предложен новый подход к расчету ламинарного пограничного слоя в двумерных отрывных течениях, основанный на применении двух либо трех интегральных соотношений с представлением профиля скорости полиномом заданной степени. Исходная задача описывается системой из двух либо трех обыкновенных дифференциальных уравнений. Рассмотрены течения Хоуарта, Тани и Гёртлера, характеризующиеся падением скорости, и течения, которые имеют начальный рост и последующее падение скорости (течение Кёрла, поперечное обтекание кругового цилиндра, обтекание сферы). Сравнительный анализ показал, что предложенный подход дает практически точные значения точки отрыва пограничного слоя  
Автор:  В. А. Кот
Ключевые слова:  пограничный слой, двумерные отрывные течения, полиномиальное решение, интегральные методы, точка отрыва
Стр:  1620

РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СВОЙСТВ АМОРФНЫХ И КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Представлена усовершенствованная классическая теория зародышеобразования в неупорядоченной среде с сохранением сферической формы образующегося кристалла. Продемонстрированы противодействия росту кристалла в такой среде со стороны материнской фазы, а также тепло- и хроноизменения в ней, вычисленные с использованием простой термодинамической модели двухфазной системы. Проведены расчеты коэффициентов теплового расширения и теплоемкостей ряда металлов в широком диапазоне температур. Использование указанной модели позволило построить хорошо согласующиеся с экспериментальными данными температурные и временные зависимости объемной доли кристаллической фазы металла. Показано, что термические изменения объема металла правильно описываются этой моделью при нагревании или охлаждении его образца и что эти изменения связаны с зависимостью коэффициента теплового объемного расширения металла от температуры и объемной доли упорядочивающейся фазы. Установлена применимость термодинамической модели двухфазной системы к описанию температурных зависимостей теплоемкостей металлов при наличии в них разных фазовых переходов  
Автор:  С. В. Терехов
Ключевые слова:  аморфные сплавы, кристаллизация, размытый фазовый переход, термодинамическая модель, теплоемкость
Стр:  1641

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТОВО-СКАЛЬНЫХ ПРЕГРАД ПРОНИКАНИЮ УДАРНИКОВ С КОНИЧЕСКОЙ И ОЖИВАЛЬНОЙ ГОЛОВНОЙ ЧАСТЬЮ
На основе теории локального взаимодействия проведен сравнительный анализ силы сопротивления при проникании в грунтово-скальные преграды недеформируемых ударников с конической и оживальной головной частью. Нормальные напряжения на поверхности головной части ударника, контактирующей с преградой, принимались в виде квадратичной зависимости от нормальной к поверхности компоненты вектора скорости ударника, а касательные напряжения определялись на основании закона сухого трения. При проведении анализа использовались коэффициенты формы головной части, описывающие вклад в общую силу сопротивления слагаемых, зависящих от скорости ударника в нулевой, первой и второй степени. Для ударников с оживальной головной частью оценено возможное влияние на силу сопротивления эффекта отрыва материала преграды от поверхности головной части  
Автор:  С. В. Федоров, В. А. Велданов, И. А. Болотина, А. В. Дюков, Т. А. Гущина
Ключевые слова:  высокоскоростное проникание, грунтово-скальная преграда, недеформируемый ударник, коническая головная часть, оживальная головная часть, сила сопротивления
Стр:  1650

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АСУТП УСТАНОВОК ДЛЯ ВЛАГОТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНОПРОДУКТОВ
Рассмотрено дистанционное управление электродвигателями приводов механизмов с пульта управления в автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах работы, а также местный пуск и останов электродвигателей для ремонта или снятия автоблокировки. Используемые контрольно-измерительные и автоматические приборы должны обеспечивать блокировку, контроль и сигнализацию работы электрооборудования, уровни заполнения продуктом бункеров и тепломассообменников, температуры агента сушки, влажности просушенного материала, индикацию положения клапанов и задвижек, работу топки и состояние ее топливо- и воздухоподводящих систем  
Автор:  П. М. Матякубова, П. Р. Исматуллаев, Н. И. Авезова, М. М. Махмуджонов
Ключевые слова:  системы контроля, дистанционное управление, тепломассообмен, влаготепловая обработка, запально-зажигательное устройство, математическая модель
Стр:  1663

PLANE WAVE REFLECTION IN A MEMORY-DEPENDENT NONLOCAL MAGNETOTHERMOELASTIC ELECTRICALLY CONDUCTING TRICLINIC SOLID HALF-SPACE
In this paper, the memory-dependent nonlocal magnetothermoelasticity theory is used for the reflection problem in a magnetized electrically conducting thermo-triclinic solid half-space. The velocity equation is derived by formulating and solving the governing equations for a triclinic magnetothermoelastic medium according to the memory-dependent derivative nonlocalized thermoelasticity. Three quasi-plane waves, namely, quasi-longitudinal displacement (qP), quasi-thermal (qT), and quasi-shear vertical (qSV) waves, propagate in the medium according to the plane-wave solution. The wave velocities are calculated. For the incidence of a coupled quasi-plane wave, the equations for the reflection coefficient and energy ratio are derived. These characteristics are presented graphically  
Автор:  A. K. Yadav, E. _. Schnack
Ключевые слова:  memory-dependent derivative (MDD), nonlocality, kernel, magnetic field, reflection coefficient, energy ratio, triclinic half-space
Стр:  1669

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ