ТОМ 92, №2

РЕШЕНИЕ НЕКОРРЕКТНЫХ ЗАДАЧ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ РЕАКТОРА СИНТЕЗА ФИШЕРА–ТРОПША
На основе анализа экспериментальных значений температуры реактора синтеза Фишера–Тропша разработан метод прогноза потери тепловой устойчивости таким реактором путем экстраполяции его температуры во времени с использованием временных производных первого и второго порядков температуры реактора. Поскольку в данном случае расчет производных является некорректным вследствие быстрых изменений температуры реактора и случайных ошибок измерений, эта задача решалась методом стабилизирующего функционала А. Н. Тихонова. Получено интегро-дифференциальное уравнение для расчета производных, обеспечивающих минимум стабилизирующего функционала. Первые и вторые производные от температуры реактора оценивались с использованием экспериментальных данных. Путем сопоставления расчетных и экспериментальных данных продемонстрирована возможность предсказания поведения температуры реактора в условиях потери им тепловой стабильности. Разработанный метод может использоваться для создания автоматизированной системы управления реактором синтеза с целью предотвращения его теплового взрыва.   
Автор:  И. В. Деревич, В. С. Ермолаев, И. Г. Соломоник, А. Ю. Фокина
Ключевые слова:  синтез Фишера–Тропша, тепловая стабильность, температурное поле, функциональная производная
Стр:  305

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИОГЕОХИМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА
На основе общих физических законов разработана теория радиогеохимического эффекта. Получены уравнения, описывающие поля примесей, на основе решений которых найдены выражения для расчета пространственно-временных распределений концентраций радиоактивных веществ  
Автор:  А. П. Михайлов, П. Н. Михайлов, А. И. Филиппов
Ключевые слова:  фильтрация, химический потенциал, изотерма Генри, скорость переноса примесей, гамма активность
Стр:  316

ОТРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ МНОГОРАЗОВОГО ТЕПЛОЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ ИЗ УГЛЕРОД-КЕРАМИЧЕСКОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 2. ТЕПЛОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛА
Представлены результаты испытаний образцов пористых углерод-керамических композиционных материалов на высокотемпературном газодинамическом стенде ВГУ-4. Исследована структура углеродкерамических композиционных материалов различной плотности до и после испытаний. Показано влияние
пористости такого материала на процесс его термического разрушения и уноса в высокоэнтальпийном
потоке газа
 
Автор:  С. В. Резник, А. Ф. Колесников, П. В. Просунцов, А. Н. Гордеев, К. В. Михайловский
Ключевые слова:  многоразовое теплозащитное покрытие, пористый углерод-керамический композиционный материал, тепловые испытания, газодинамический стенд, конвективный нагрев
Стр:  322

КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Численно методом конечных элементов в трехмерной постановке решена задача о нагреве режущего инструмента импульсным лазерным излучением треугольной формы. Разработанная модель учитывает влияние как геометрии инструмента, так и пространственных и временных характеристик лазерного излучения на формирование температурного поля в зоне лазерной обработки. Выполнено исследование распределения температуры на передней поверхности инструмента и по глубине зоны лазерного воздействия при различных положениях центра пятна лазерной обработки относительно главной режущей кромки. Для различных углов заострения инструмента установлены закономерности формирования температурного поля при упрочнении импульсным лазерным излучением, определены режимы обработки (плотность энергии, кратность обработки и расположение центра пятна лазерной обработки относительно режущих кромок инструмента), обеспечивающие наилучшие параметры зоны лазерного воздействия (максимальную глубину упрочнения и протяженность зоны упрочнения). Разработана методика выбора технологических параметров процесса упрочнения режущего инструмента  
Автор:  С. И. Яресько
Ключевые слова:  моделирование, метод конечных элементов, температурное поле, лазерное упрочнение, режущий инструмент, вершина резца
Стр:  330

DUAL SERIES METHOD FOR SOLVING HEAT EQUATION WITH MIXED BOUNDARY CONDITIONS
The paper is devoted to solving a nonhomogeneous nonstationary heat equation in cylindrical coordinates with a nonaxial symmetry. This equation is subjected to nonhomogeneous, mixed, and discontinuous boundary conditions of the second and third kinds that are specified on the disk of a finite cylinder surface. In fact, the solution of the given problem is obtained by using a new type of dual series equations (DSEs) with the Bessel function of the first kind. In particular, DSEs reduce the problem to a Fredholm integral equation of the second kind which can be solved numerically by several efficient methods.  
Автор:  N. A. Hoshan, Y. A. Al-Jarrah, A. A. Al-Habahbeh
Ключевые слова:  nonstationary heat equation, dual series equations, mixed boundary conditions
Стр:  342

ПАРАБОЛИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ В ЗАДАЧАХ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ. 2. ПОЛУОГРАНИЧЕННОЕ ПРОСТРАНСТВО C ПЕРЕМЕННОЙ ВО ВРЕМЕНИ ТЕМПЕРАТУРОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Рассмотрено несколько подходов по оптимизации показателя степени n параболического температурного профиля для полуограниченного пространства при граничном условии c переменной во времени температурой поверхности. Показано, что схема Т. Майера с минимизацией нормы Лангфорда приводит к результатам, весьма далеким от оптимальных решений. Намного более действенной оказалась схема минимизации на основе новой, предложенной в работе, нормы, которая рассматривает модуль температурного отклонения. Показано также, что гораздо более удобно и эффективно применение предложенных новых гибридных интегральных схем. Получены параболические решения на основе ряда интегральных соотношений: интеграл температурного момента одинарной и двойной модификаций, интеграл температурной функции. На их основе в сочетании с известными интегральными соотношениями рассмотрены различные варианты гибридного интегрального метода. Установлено, что наибольшей аппроксимационной точностью обладает гибридная схема, сочетающая интегралы температурного момента единичной и двойной модификаций. Предложенные гибридные интегральные схемы оказались существенно более точными по сравнению с известными интегральными методами, включающими также и схему с минимизацией нормы Лангфорда. В частности, при постоянной температуре поверхности гибридный вариант, предусматривающий сочетание интеграла температурного момента единичной модификации и улучшенного интегрального метода, дает простую кубическую параболу, которая характеризуется существенно лучшим аппроксимационным решением по сравнению с температурным профилем, получаемым на основе улучшенного интегрального метода с оптимизацией степени n по схеме Т. Майера.  
Автор:  В. А. Кот
Ключевые слова:  фронт температурного возмущения, интегральный метод теплового баланса, интеграл температурного момента, интеграл температурной функции, гибридный интегральный метод
Стр:  348

МОДЕЛЬ ОХЛАЖДЕНИЯ КОМПАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ МИКРОКАНАЛЬНЫМИ РЕКУПЕРАТИВНЫМИ ТЕПЛООБМЕННИКАМИ С МАТРИЦЕЙ ИЗ НИТЕВИДНЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ
Проанализирован новый класс рекуперативных теплообменников для охлаждения компактных поверхностей в электронных системах различного предметного назначения с матрицей из нитевидных монокристаллов кремния, выращенных непосредственно на теплоотдающей границе. Предложена математическая модель, основанная на допущении режима идеального вытеснения теплоносителя, в виде системы уравнений двухтемпературного конвективного теплообмена с объемным осреднением по элементу в пористом скелете, решение которой получено в аналитической форме. Проведенный эксперимент на пилотной установке подтвердил адекватность математической модели.  
Автор:  Д. А. Коновалов, В. И. Ряжских, И. Н. Лазаренко, Н. Н. Кожухов
Ключевые слова:  микроканальный теплообменный элемент, нитевидные монокристаллы кремния, матрица квазицилиндров, испытательный стенд, конвективный теплообмен
Стр:  371

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕБРА ХОЛОДИЛЬНИКА-ИЗЛУЧАТЕЛЯ
Представлено полезное для инженерных приложений решение задачи о стационарной теплопроводности в ребре холодильника-излучателя.  
Автор:  В. А. Невровский
Ключевые слова:  теплопроводность, тепловое излучение, холодильник-излучатель, ребро
Стр:  381

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ CОЛЕЙ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ МОЩНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Рассчитана средняя температура газового облака, возникающего при воздействии импульса наносекундного лазера с длиной волны 532 нм на раствор соли золота. Показано, что средняя температура такого облака достигает через несколько наносекунд тысяч градусов, а столкновения молекул в нем ведут к диссоциации всех химических соединений. При охлаждении облака возникает пересыщение паров золота, нуклеация и рост кластеров чистого золота. Повторные импульсы нагревают не только раствор, но и наночастицы таким образом, что относительно большие наночастицы испаряются. Частицы с радиусом около 5 нм достигают лишь температуры плавления.   
Автор:  J. A. Bobb, С. П. Фисенко, C. J. Rodrigues, M. S. El-Shall, K. M. Tibbetts
Ключевые слова:  коэффициент поглощения, нуклеация, плавление, радиационный и кондуктивный теплообмен
Стр:  385

ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИФИЦИРУЮЩЕЙ ДОБАВКИ НА ОСНОВЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО УГЛЕРОДА В САМОУПЛОТНЯЮЩЕЙСЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ НА ЕЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Исследовано влияние введения пластифицирующей добавки на основе наноструктурированного углерода в самоуплотняющуюся бетонную смесь на свойства получаемого из нее тяжелого конструкционного бетона. Показано, что такая добавка в бетонной смеси изменяет ее структуру и позволяет создать бетон с исключительными физико-механическими свойствами. Кроме того, введение пластифицирующей добавки в бетонную смесь обеспечивает высокую сохраняемость ее удобоукладываемости, что дает возможность продолжительной транспортировки такой смеси и ее использования в монолитном строительстве. Указанная добавка в бетонной смеси снижает ее водоцементное отношение до 0.2 и обеспечивает хорошую удобоукладываемость смеси, что гарантирует высокую скорость ее твердения и значительное повышение прочности бетона, получаемого на основе такой смеси  
Автор:  С. А. Жданок, Е. Н. Полонина, С. Н. Леонович, Б. М. Хрусталев, Е. А. Коледа
Ключевые слова:  тяжелый конструкционный бетон, пластифицирующая добавка, наноструктурированный углерод, самоуплотняющаяся бетонная смесь, прочностные характеристики
Стр:  391

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИНТЕЗА КОМПОЗИТНЫХ ЧАСТИЦ ТИПА ЯДРО–ОБОЛОЧКА НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ТИТАНА И ДИОКСИДА КРЕМНИЯ В ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОМ РЕАКТОРЕ
Впервые проведено моделирование одностадийного синтеза композитных наночастиц диоксида титана и диоксида кремния в рабочей зоне плазмохимического реактора хлоридным методом на основе раздельного окисления тетрахлоридов титана и кремния. Исследовано влияние ряда параметров физико-математической модели как на общий размер частиц, так и на толщину оболочки. Приведены результаты расчетов для некоторых вариантов параметров  
Автор:  С. М. Аульченко, Е. В. Картаев
Ключевые слова:  диоксид титана, диоксид кремния, композитная частица, плазмохимический реактор, односкоростная многокомпонентная среда, гомогенная и гетерогенная реакции, коагуляция
Стр:  397

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОМАССООБМЕНА КАПЕЛЬ ПРИ СУШКЕ ПЕРЕГРЕТОЙ ЖИДКОСТИ В УСЛОВИЯХ КОМБИНИРОВАННОГО ЭНЕРГОВОЗДЕЙСТВИЯ
Приведены результаты моделирования тепломассообмена капель при сушке перегретой жидкости в условиях конвективного и инфракрасного энерговоздействий. Проанализировано влияние различных параметров, в частности, температуры перегрева жидкости, плотности потока инфракрасного излучения, колебаний скорости несущей фазы на кинетику испарения капель. Показаны возможности сокращения продолжительности сушки капель за счет энергетических воздействий.   
Автор:  Акулич П. В.
Ключевые слова:  тепло- и массоперенос, испарение капель, кинетика сушки, распылительная сушка
Стр:  404

РЕЖИМЫ ВЗРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ КАПЕЛЬ ЭМУЛЬСИЙ ВОДЫ C НЕФТЕПРОДУКТАМИ ПРИ ИНТЕНСИВНОМ НАГРЕВЕ
Проведено экспериментальное исследование условий и характеристик интенсивного испарения существенно неоднородных капель эмульсий воды с нефтепродуктами (бензином, керосином, мазутом, тяжелой нефтью, трансформаторным или турбинным маслом). Относительные объемные концентрации нефтепродуктов в эмульсиях варьировались в широком диапазоне от 10 до 70%, соответствующем большой группе высокотемпературных (1100 K) газопарокапельных процессов, таких как термическая и огневая очистка воды и получение синтез-газа из водных топливных эмульсий и суспензий. Установлены предельные условия взрывного разрушения капель эмульсий при интенсивном нагреве. Выделены три режима разрушения, отличающиеся количеством и площадью поверхности образующихся мелких капель. Сформулированы гипотезы о механизмах физических процессов, приводящих к трансформации поверхности капель исследованных эмульсий и их последующему взрывному разрушению  
Автор:  Д. В. Антонов, И. С. Войтков, Р. С. Волков, О. В. Высокоморная
Ключевые слова:  вода, нефтепродукты, эмульсия, неоднородная капля, интенсивное парообразование, взрывное разрушение
Стр:  414

ОТРАЖЕНИЕ АКУСТИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ ОТ ГРАНИЦЫ ДВУХФРАКЦИОННОЙ ПОЛИДИСПЕРСНОЙ ГАЗОВЗВЕСИ
Рассмотрена задача нормального падения акустической волны на границу раздела между чистым газом и газовзвесью. Изучен случай газовзвеси, состоящей из двух фракций, каждая из которых является полидисперсной и описывается определенной функцией распределения размеров включений. Рассчитаны зависимости фазовой скорости и коэффициента отражения от частоты возмущений. Установлено влияние функций распределения включений по размерам, а также массового содержания включений на зависимости коэффициента отражения от частоты возмущений.  
Автор:  Д. А. Губайдуллин, Ю. В. Федоров, Р. Р. Зарипов
Ключевые слова:  полидисперсность, газовзвесь, коэффициент отражения, фазовая скорость
Стр:  425

ЧИСЛЕННОЕ И АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДНОЙ ЗАДАЧИ ГАЗОВЗВЕСИ
В работе приведены точное нестационарное и численное решения некоторой начально-краевой задачи для уравнений динамики двухфазной двухскоростной среды (модель Х. А. Рахматулина). Для этого разработан численный метод типа TVD и проведены соответствующие тестовые расчеты. Дано сопоставление данных расчетов и аналитического решения. Результаты сравнений показали их удовлетворительное согласование, т. е. работоспособность численной схемы. Найдена область гиперболичности исследуемой модели на данном решении.  
Автор:  А. В. Федоров, Д. А. Тропин, А. В. Панов
Ключевые слова:  динамика двухфазной среды, аналитическое решение, численный метод, область гиперболичности
Стр:  430

ФРАКТАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛЕНКИ, ФОРМИРУЮЩЕЙСЯ В ПРОЦЕССЕ СУШКИ ЖИДКИХ ДИСПЕРСНЫХ ПРОДУКТОВ НА ПОДЛОЖКАХ
Представлена модель формирования поверхностной пленки, формирующейся при сушке жидких дисперсных продуктов на твердых подложках. Моделирование поверхностной пленки осуществляется построением фрактального кластера, формирующегося на основе алгоритма диффузионно-контролируемой агрегации с учетом случайного появления новых частиц в границах контактной линии и расчетом кинетики формирования моделируемой поверхности. Получены экспериментальные значения фрактальной размерности формирующихся поверхностных структур при конвективной сушке на подложках жидкой послеспиртовой барды и пластификатора бетона. Приведена формула расчета вероятности слипания частиц, позволяющая оценивать кинетические характеристики процесса формирования поверхностных структур при сушке.  
Автор:  А. Н. Пахомов, Н. Ц. Гатапова
Ключевые слова:  сушка, поверхность, фрактал, модель, кинетика
Стр:  441

О ДВИЖЕНИИ ЧАСТИЦ В ВИХРЕВОЙ ЗОНЕ ЦИКЛОННО-СЛОЕВОЙ КАМЕРЫ
Рассмотрены особенности движения одиночных частиц в закрученном газовом потоке. Получена зависимость для расчета максимальной высоты подъема частицы. Установлена экстремальная зависимость времени достижения частицей стенок камеры от ее диаметра.  
Автор:  Е. А. Пицуха, Ю. С. Теплицкий, А. Р. Рослик
Ключевые слова:  циклонно-слоевая топка, вихревая камера, скорость газа, скорость частицы, число Архимеда, число Фруда, донное дутье, время релаксации, кипящий слой
Стр:  450

ИНТЕГРАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ ВОДОЙ
Построена интегральная модель процесса вытеснения нефти из пласта водой и найдены решения связанных уравнений, описывающих нестационарные движения жидкости в системе пласт–скважина с учетом деформируемости пласта. Полученные результаты позволяют определить параметры закачки воды в пласт с учетом динамической связи системы пласт-скважина и устьевого давления в эксплуатационной скважине.  
Автор:  Э. М. Аббасов, Т. С. Кенгерли
Ключевые слова:  интегральная модель, пласт, скважина, нефть, вода, пульсации давления, преобразование Лапласа
Стр:  459

К ТЕОРИИ РЕЛАКСАЦИИ ДАВЛЕНИЯ В ПОДЗЕМНОМ РЕЗЕРВУАРЕ С ПОВРЕЖДЕННОЙ СТЕНКОЙ
Изучен процесс релаксации давления в заполненном жидкостью резервуаре с нарушенной герметичностью, находящемся в грунте. Полагая, что интенсивность утечек лимитируется фильтрационными характеристиками окружающего резервуар грунта, построена теоретическая модель, представляющая линейное интегральное уравнение. Причем полученное уравнение имеет точное аналитическое решение. На основе численного анализа этого решения проанализировано влияние масштабов поврежденного участка стенок резервуара, проницаемости грунта, а также реологических свойств жидкости на интенсивность релаксации (распада) давления в резервуаре после внезапной его опрессовки.  
Автор:  В. Ш. Шагапов, З. Р. Хакимова
Ключевые слова:  опрессовка, релаксация давления, фильтрация
Стр:  468

ОБ УСТОЙЧИВОСТИ КОЛЕБАНИЙ РАСТВОРИМЫХ ГАЗОВЫХ ПУЗЫРЬКОВ
Показано, что пузырьки растворимого в жидкости газа, совершающие малые радиально-симметричные колебания в акустическом поле, неустойчивы по амплитуде. Получено выражение для инкремента, характеризующего темп развития неустойчивости.  
Автор:  Р. Н. Хабеев, Н. С. Хабеев
Ключевые слова:  газовый пузырек, растворимый газ, колебания, устойчивость
Стр:  474

ВЛИЯНИЕ ДИАМЕТРА ВХОДНОГО КЛАПАНА, ОБЪЕМА ЕМКОСТИ И ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ОРЕБРЕНИЯ НА СКОРОСТЬ ЕЕ ЗАПОЛНЕНИЯ UF6
В статье представлена математическая модель процесса заполнения вертикальной погружной емкости газообразным UF₆. Математическая модель была программно реализована и верифицирована на тестовой задаче о течении жидкости в каверне с подвижной крышкой. Приведены результаты расчетов динамики заполнения емкости при различных диаметрах входного клапана, объемах емкости и при различных размерах горизонтального ребра. Показано, что диаметр входного клапана, объем емкости и наличие горизонтального оребрения существенно влияют на динамику ее заполнения.  
Автор:  A. A. Орлов, А. Ф. Цимбалюк, Р. В. Малюгин, Д. А. Леонтьева
Ключевые слова:  гексафторид урана, диффузия, математическое моделирование, газовая динамика, оребренные емкости, процедура SIMPLE
Стр:  479

ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ВБЛИЗИ КРУГЛОГО ВЫТЯЖНОГО КАНАЛА, ЭКРАНИРОВАННОГО КОЛЬЦЕВОЙ ЗАКРУЧЕННОЙ СТРУЕЙ
На основе уравнений Рейнольдса, замкнутых при помощи модели переноса сдвиговых напряжений и модели с поправкой на кривизну и вращение, проведено численное моделирование воздушного течения вблизи экранированного закрученной кольцевой струей круглого вытяжного отверстия. Определено влияние интенсивности закрутки на поле скорости воздушного потока в спектре действия вытяжного устройства и его дальнобойность при различных отношениях расхода всасываемого и приточного воздуха, а также удалениях кольцевого отверстия от оси. Полученные результаты будут полезными при проектировании эффективных систем вытяжной вентиляции пониженной энергоемкости.  
Автор:  М. С. Грицкевич, А. К. Логачев, К. И. Логачев
Ключевые слова:  вытяжная вентиляция, вихревой отсос, уравнения Рейнольдса, модель переноса сдвиговых напряжений, поправка на кривизну и вращение
Стр:  487

ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ОБТЕКАНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ МЕТАЕМЫХ ТЕЛ
Представлена методика решения задачи внешнего обтекания для расчета аэродинамических характеристик метаемых тел сложной геометрической формы. Рассматриваются два подхода к решению задачи: численное решение осредненных по Фавру уравнений Навье–Стокса с использованием модели турбулентности и моделирование крупных вихрей на основе уравнений Навье–Стокса, где в роли подсеточной модели турбулентности выступает численная диссипация. Тестирование результатов расчета для задачи обтекания, полученных различными методами, показало их хорошее соответствие между собой и с экспериментальными данными. Для метаемого тела характерной формы (снаряда) проведено численное моделирование обтекания для широкого диапазона параметров: чисел Маха, углов атаки и скоростей вращения. Построены аппроксимационные зависимости коэффициентов аэродинамических сил и моментов, которые в дальнейшем могут использоваться для расчета траектории метаемых тел.  
Автор:  А. М. Липанов, И. Г. Русяк, С. А. Королев, С. А. Карсканов
Ключевые слова:  задача внешнего обтекания, уравнения Навье–Стокса, осреднение по Фавру, модель турбулентности, моделирование крупных вихрей, аэродинамические коэффициенты
Стр:  496

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФОРМЫ НАРОСТОВ ЛЬДА НА АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КРЫЛА
Приведены результаты экспериментальных исследований аэродинамических характеристик крыла с профилем NACA 0012 при обледенении. Наросты льда на передней кромке имитировались накладками. Форма и шероховатость наростов соответствовали режимам обледенения, характерным для образования стекловидного льда. Эксперименты проведены в широком диапазоне углов атаки α = –4–18^о в аэродинамической трубе малых скоростей АТ-4 Харьковского авиационного института на крыле прямоугольной формы в плане удлинения λ = 5 при числе Рейнольдса Re = 0.67 ⋅ 106 и скорости потока V∞ = 53 м/с. Показано, что в рассмотренных случаях изменение аэродинамической формы крыла вследствие обледенения приводит к уменьшению подъемной силы крыла вплоть до 50%, уменьшению угла срыва потока до значения α ~ 6^о и значительному (в несколько раз) увеличению лобового сопротивления.   
Автор:  А. А. Приходько, С. В. Алексеенко, В. В. Чмовж
Ключевые слова:  крыло, обледенение, аэродинамическая труба, аэродинамические коэффициенты
Стр:  505

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕНСИВНОГО РЕЖИМА ВИБРАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ БИОТОПЛИВА
Проведено экспериментальное исследование вибрационного горения твердого биотоплива (древесных пеллет). В некоторых экспериментах с вибрационным горением пеллет наблюдалось значительное усиление акустического излучения, сопровождающееся увеличением скорости их выгорания. При возникновении такого режима температура пламени снижалась, а плотность теплового потока на стенке камеры сгорания увеличивалась вследствие турбулизации погранслоя. Получена эмпирико-теоретическая зависимость для расчета теплообмена в интенсивных режимах вибрационного горения твердого биотоплива.  
Автор:  Ю. В. Полежаев , В. Д. Гешеле, И. П. Раскатов
Ключевые слова:  вибрационное горение, интенсивный режим, термоакустические колебания, температура пламени, теплоотдача, экология, древесные пеллеты
Стр:  512

ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СЖИГАНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА В ТОПКЕ ПАРОВОГО ВОДОТРУБНОГО КОТЛА ДЕ-10/14 С ВТОРИЧНЫМ ТРУБЧАТЫМ ИЗЛУЧАТЕЛЕМ
Выполнено численное исследование процессов сжигания газообразного топлива в топке парового водотрубного котла ДЕ-10/14. Определены распределения температуры и скорости газов в топочном объеме котла, а также концентрации компонентов горения. Показано, что размещение вторичного излучателя вдоль горизонтальной оси горелки в топочном объеме котла способствует формированию равномерного температурного поля по длине топки и понижению температуры в ее объеме, а реверсивное движение продуктов сгорания к фронту горения обеспечивает уменьшение концентрации оксидов азота до 123–125 мг/м³ на выходе из топки.  
Автор:  А. A. Редько, A. В. Давиденко, A. A. Павловская, Н. В. Куликова, С. В. Павловский, И. А. Редько
Ключевые слова:  численное исследование, процессы сжигания, газообразное топливо, паровой котел, вторичный излучатель
Стр:  519

ВЛИЯНИЕ ОБЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ИОНАМИ Xe НА СТРУКТУРУ И ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ КРЕМНИЯ И ДИОКСИДА КРЕМНИЯ С НАНОКЛАСТЕРАМИ InAs
Приведены результаты исследований структурных и оптических свойств нанокластеров InAs, сформированных методом ионной имплантации, в матрицах кремния и диоксида кремния. Обнаружено влияние термообработки при температуре 900^о C и облучения ионами Xe с энергией 167 МэВ флюенсом 3 ⋅ 10¹⁴ см^–2 на структуру и фотолюминесценцию сформированных систем. Установлено, что облучение ионами Xe ослабляет фотолюминесценцию системы "InAs в Si" в ближнем ИК-диапазоне. В случае системы "InAs в SiO₂" облучение ионами Xe приводит к усилению интенсивности и уширению спектра люминесценции в видимой области спектра (550–750 нм). Обнаружено упорядочение нанокластеров и их вытягивание вдоль траектории ионов Xe в матрице SiO₂.  
Автор:  Ф. Ф. Комаров, О. В. Мильчанин, И. Н. Пархоменко, Л. А. Власукова, Н. С. Нечаев, В. А. Скуратов, В. Н. Ювченко
Ключевые слова:  ионная имплантация, нанокластеры InAs, быстрые тяжелые ионы, треки, термообработка, кристаллический кремний, диоксид кремния, резерфордовское обратное рассеяние, просвечивающая электронная микроскопия, фотолюминесценция
Стр:  527

TWO-DIMENSIONAL GENERALIZED MAGNETOTHERMOELASTIC DIFFUSION PROBLEM FOR A THICK PLATE UNDER LASER PULSE HEATING WITH THREE-PHASE LAG EFFECT
A two-dimensional magnetothermoelastic problem for a thick plate with diffusion in the context of the generalized thermoelasticity theory with three-phase lag effect is considered. The upper surface of the plate is taken to be traction free and heated by a laser beam, and the lower surface to be thermally insulated. The chemical potential on the bounding surface is assumed to be a known function of time. An analytical solution of the problem is derived in the Laplace–Fourier transform domain. The numerical inversions for the stresses, displacement, chemical potential, etc. in the space–time domain are obtained.   
Автор:  Paul K, Mukhopadhyay B.
Ключевые слова:  generalized thermoelasticity, thermoelastic diffusion, Laplace transform, Fourier transform, laser beam
Стр:  536

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ РЕОЛОГИЧЕСКИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
Проанализированы основные дифференциальные модели реологически нестационарных (вязкоупругих) жидкостей, их развитие и взаимосвязь. Рассмотренные модели охватывают достаточно большое количество вязкоупругих сред: растворы и расплавы полимеров, природные образования (ледники) и др. Ключевая роль среди этих моделей принадлежит верхней конвекционной модели Максвелла: она служит теоретической основой экспериментального определения динамических характеристик вязкоупругих жидкостей и разработки новых реологических моделей. Показано, что для повышения достоверности результатов, получаемых с помощью сложной реологической модели, целесообразно обеспечение возможности ее редуцирования к известным моделям и нахождения таким образом аналитических решений для ряда простейших течений. Даны примеры использования рассматриваемых моделей при аппроксимации результатов реометрических исследований и расчете течений вязкоупругих жидкостей. Отдельное внимание уделено анализу соответствия полученных решений физической сути описываемых процессов, корректности интерпретации тех или иных результатов.   
Автор:  Соковнин О. М., Загоскина Н. В., Загоскин С. Н.
Ключевые слова:  математические модели, вязкоупругие жидкости, определение динамических характеристик.
Стр:  548

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ РЕОЛОГИЧЕСКИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
Рассмотрено состояние и перспективы развития интегральных моделей реологически нестационарных (вязкоупругих) жидкостей. Преимущественной областью применения этих моделей являются среды с достаточно большим временем релаксации (концентрированные растворы и расплавы полимеров, биологические ткани, пены и др.), для которых существенное значение приобретает учет предшествующих состояний. Основное внимание уделено современным интегральным моделям, разработанным на базе классической модели Кея–Бернштейна–Керсли–Запаса посредством выделения в потенциальной функции запасенной энергии среды вязкой и чисто упругой составляющих (так называемой факторизации модели K-BKZ). Приведен анализ явлений тиксотропии и реопексии, обусловленных запаздыванием реакции отклика реологически нестационарных жидкостей на внешнее воздействие. Показана целесообразность применения петлевого теста при определении интегральных параметров движения вязкоупругих жидкостей (скорости, расхода, перепада давления и т. п.), а также возможность использования кривой течения, представляющей собой осреднение восходящей и нисходящей ветвей гистерезисной петли, в случае ее малой ширины. Даны примеры использования рассматриваемых моделей при расчете течений вязкоупругих жидкостей.  
Автор:  Соковнин О. М., Загоскина Н. В., Загоскин С. Н.
Ключевые слова:  математические модели, вязкоупругие жидкости, тиксопропия, реопексия
Стр:  563

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ