ТОМ 92, №6


ВЛИЯНИЕ СЛУЧАЙНОЙ МИГРАЦИИ НА РОСТ ПОПУЛЯЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Рассматриваемая задача является примером аномального поведения систем с взрывным характером поведения в случайной среде. Моделируется рост популяции микроорганизмов в результате их миграции в замкнутую область с благоприятными условиями для регенерации. Начальная численность микроорганизмов внутри рассматриваемой области может быть нулевой, численность микроорганизмов за пределами области является случайной величиной. Скорость роста популяции в результате размножения пропорциональна квадрату численности, а скорость вымирания — величине популяции. Внутрь области микроорганизмы поступают за счет диффузии, на границе области задается условие массообмена. В результате осреднения по объему области получено уравнение для средней величины популяции. Для стационарной численности микроорганизмов вне области получен новый класс аналитических решений, описывающих изменение величины популяции внутри области в зависимости от биологических характеристик системы и параметров миграции. Влияние случайных флуктуаций численности вне рассматриваемой области изучается на основе двух подходов. В первом случае получено замкнутое уравнение для функции плотности вероятности случайной численности микроорганизмов внутри области. На основе замкнутой системы для первых и вторых моментов флуктуаций численности микроорганизмов исследовано влияние случайной миграции на динамику роста популяции. Во втором случае реализовано прямое моделирование поведения случайной величины популяции внутри области на основе решения стохастического обыкновенного дифференциального уравнения. Показано, что случайные флуктуации могут приводить к аномальному росту численности микробиологической популяции по сравнению с детерминированным случаем.
Автор:  И. В. Деревич, А. А. Панова
Ключевые слова:  микробиологическая система, миграция, диффузионный перенос, функция плотности вероятности, моменты случайной величины, стохастическое обыкновенное дифференциальное уравнение
Стр:  2417

О СВЯЗИ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ЛЕТУЧЕСТИ ДЛЯ ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ
Рассмотрена связь температурного коэффициента и величины относительной летучести для процесса ректификации. Приведены различные методы расчета температурного коэффициента. Полученные
результаты могут быть использованы для нахождения оптимального порядка разделения многокомпонентной смеси
Автор:  А. М. Цирлин, И. А. Сукин
Ключевые слова:  ректификация, температурный коэффициент, летучесть, разделение, многокомпонентные смеси
Стр:  2428

ОБРАЗОВАНИЕ ГИДРАТНОГО СЛОЯ НА ГРАНИЦЕ КОНТАКТА ГАЗ–ВОДА (ЛЕД)
Решена задача об образовании гидратного слоя в сферической частице, ядро которой состоит из фазы льда, и на поверхности газового пузырька, всплывающего в толще воды. В качестве предельной схемы для описания интенсивности образования гидрата принят диффузионный механизм, который предполагает диффузию газа (или воды) в слое гидрата, образующегося на границе контакта газ–вода (лед), к поверхности соприкосновения фаз гидрата и льда, воды или газа. Сопоставительный анализ численных результатов с экспериментальными данными позволил получить оценочные значения для приведенных коэффициентов диффузии газа и воды в гидратном слое. Показано, что принятая в работе схема гидратообразования, состоящая из кинетических соотношений, полученных на основе квазистационарного решения уравнения диффузии, позволяет описать процесс перехода воды или газа в гидратное состояние введением лишь одного эмпирического параметра, имеющего размерность коэффициента диффузии. Такая кинетика хорошо согласуется в плане описания качественной и количественной картин процесса образования гидратной частицы с экспериментальными данными и теоретическими расчетами других авторов и позволяет оценить множество заранее неизвестных эмпирических параметров, требующих определения.
Автор:  А. С. Чиглинцева, А. А. Русинов
Ключевые слова:  гидратный слой, газовый пузырек, ледяная частица, приведенный коэффициент диффузии
Стр:  2439

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭФФЕКТА САМОКОНСЕРВАЦИИ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ
Представлена диффузионная модель диссоциации плоского слоя газового гидрата на лед и газ, позволяющая моделировать эффект самоконсервации газовых гидратов. В этой модели диссоциация газового гидрата на лед и газ описывается с учетом внутренней кинетики процесса и поровой структуры образующегося слоя льда. В качестве примера приведены расчетные данные, полученные в рамках квазистационарного приближения для случаев диссоциации плоских слоев гидрата метана и гидрата углекислого газа на лед и газ.
Автор:  В. А. Власов
Ключевые слова:  газовый гидрат, эффект самоконсервации, диффузия, химическая кинетика, математическое моделирование
Стр:  2449

К ТЕОРИИ ОТБОРА ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ ИЗ ПЛАСТА ПРИ ТЕПЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
Представлена теоретическая модель процесса разработки пласта с высоковязкой нефтью по технологии парных горизонтальных скважин. В этой модели система из двух скважин заменяется одной приведенной скважиной, через которую осуществляется одновременно нагрев пласта и отбор нефти. Получены численное и аналитическое решения задачи. Определены затраты тепла на прогревание пласта, эволюция дебита скважины и масса откачиваемой нефти в определенный промежуток времени. Полученные решения позволяют выбрать режим теплового воздействия на пласт, наиболее выгодный с точки зрения энергетических затрат.
Автор:  В. Ш. Шагапов, Ю. А. Тазетдинова, А. А. Гиззатуллина
Ключевые слова:  высоковязкая нефть, нагревание нефтяного пласта, фильтрация нефти.
Стр:  2458

ДИНАМИКА АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ, ЧАСТИЧНО НАСЫЩЕННОЙ ГАЗОВЫМ ГИДРАТОМ
Изучено распространение акустических волн в пористой среде, частично заполненной газовым гидратом, с учетом вязкоупругих свойств скелета среды в предположении, что газовый гидрат распределен равномерно в тонком слое на внутренней поверхности пор среды. Предложена система уравнений, описывающих распространение акустических волн в пористой среде, содержащей газогидрат. Получено дисперсионное соотношение, на основе которого исследовано влияние различных характеристик пористой среды на распространение акустических волн в ней. 
Автор:  И. К. Гималтдинов, В. Л. Дмитриев
Ключевые слова:  акустические волны, пористая среда, газовый гидрат, дисперсионное соотношение
Стр:  2466

ИНТЕГРАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
Построена интегральная модель процесса восстановления давления и приведены решения связанных дифференциальных уравнений. Получено аналитическое выражение, позволяющее определить динамику процесса восстановления давления с учетом динамический связи пласт–скважина.
Автор:  Э. М. Аббасов, Ш. А. Керимова, Н. А. Агаева
Ключевые слова:  кривая восстановления давления, интегральная модель, жидкость, приток, преобразование Лапласа
Стр:  2475

СФЕРИЧЕСКИЕ И ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ В МНОГОФРАКЦИОННЫХ ГАЗОВЗВЕСЯХ С ПОЛИДИСПЕРСНЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ
Исследовано распространение плоских, сферических и цилиндрических волн в многофракционных газовзвесях с полидисперсными включениями. Фракции отличаются между собой размерами включений, функциями распределения включений по размерам и материалами. Получены дисперсионное соотношение, равновесная и замороженная скорости звука. Построены зависимости декремента затухания на длине волны от безразмерной частоты возмущения. Показано влияние теплообмена на затухания волн.
Автор:  Д. А. Губайдуллин, Р. Р. Зарипов
Ключевые слова:  сферические волны, цилиндрические волны, полидисперсность, газовзвесь, дисперсионное соотношение
Стр:  2482

ВТОРОЙ МОМЕНТ ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ В ОГРАНИЧЕННОЙ ОБЛАСТИ И ИХ БРОУНОВСКАЯ ДИФФУЗИЯ
Численно и аналитически исследовано изменение второго момента функции распределения наночастиц в квадрате под влиянием броуновской диффузии. Показано, что второй момент функции распределения наночастиц в равновесной системе не зависит от времени, что важно учитывать при обработке экспериментальных данных. Установлено, что второй момент функции распределения наночастиц в неравновесной пространственно ограниченной системе зависит от времени, и эта зависимость является нелинейной.
Автор:  С. П. Фисенко
Ключевые слова:  метод Галеркина, скалярный коэффициент броуновской диффузии, метод переменных направлений, характерное время
Стр:  2486

АНАЛИЗ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ УГЛЕРОДА ПРИ НЕДОСТАТКЕ КИСЛОРОДА
Рассчитаны равновесные состояния термодинамической системы, представляющей собой смесь реагирующих продуктов сгорания углерода и инертного газа, при заданных давлении и температуре. Показана возможность появления одновременно газообразной и конденсированной фаз углерода среди продуктов химической реакции, протекающей в системе, при превышении концентрации атомов углерода над концентрацией атомов кислорода, т. е. при недостатке кислорода. Численное исследование выполнено в предположении, что конденсат углерода представляет собой взвесь ультрадисперсных частиц графита. Проанализировано влияние инертного газа на сдвиг химического равновесия в термодинамической системе при недостатке кислорода. Определены условия, при которых в продуктах реакции появляется конденсат углерода и термодинамическая система из гомогенной становится гетерогенной.
Автор:  Е. С. Прохоров
Ключевые слова:  продукты сгорания, химическое равновесие, конденсация углерода
Стр:  2489

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПОДАВЛЕНИЯ ВЕРХОВОГО И НИЗОВОГО ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ
Приведены результаты экспериментальных исследований процессов подавления пламенного горения и термического разложения лесных горючих материалов аэрозольными потоками воды, а также потоками растворов на основе воды. Определены характеристики некоторых оросителей и рассчитаны обеспечиваемые ими плотности орошения очага горения. Зарегистрированы времена тушения модельных очагов верхового и низового лесных пожаров и распределения температуры и тепловых потоков в них. Показано, что основным параметром, определяющим эффективность тушения пожара, является размер капель аэрозоля
Автор:  Р. С. Волков, Н. П. Копылов, Г. В. Кузнецов, И. Р. Хасанов
Ключевые слова:  верховой и низовой лесные пожары, термическое разложение, подавление горения, капли воды, аэрозоль
Стр:  2497

МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ ПОЛИДИСПЕРСНОЙ ПАРОКАПЕЛЬНОЙ СМЕСИ С ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ ДРОБЛЕНИЕМ КАПЕЛЬ
Построена модель динамики многоскоростной многотемпературной полидисперсной парокапельной смеси с учетом газодинамического дробления капель при превышении критического числа Вебера. Выполнены расчеты динамики парокапельной смеси полидисперсного состава при мгновенном внесении капель в поток. Для описания движения несущей среды применена система уравнений Навье–Стокса для сжимаемого теплопроводного газа. Динамика дисперсных фракций описывается системами уравнений, включающими в себя уравнения неразрывности, сохранения импульса и внутренней энергии. Уравнения движения несущей среды и капельных фракций записаны с учетом межфазного обмена импульсом и энергией. Для описания процесса газодинамического дробления применена известная из литературы полуэмпирическая модель, позволяющая учесть уменьшение радиуса, средней плотности и объемного содержания дробящихся фракций. Анализируются изменения дисперсности и динамики парокапельной смеси, происходящие в результате дробления капель при мгновенном внесении дисперсной фазы в поток
Автор:  Н. А. Тукмакова, А. Л. Тукмаков
Ключевые слова:  уравнения Навье–Стокса, уравнения движения полидисперсной парокапельной смеси, явная схема Мак-Кормака, газодинамическое дробление частиц
Стр:  2511

ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ ОСАЖДЕНИЯ АЭРОЗОЛЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ ВНЕШНИХ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ
Представлены результаты экспериментального исследования эволюции и осаждения в замкнутом пространстве облака аэрозольных частиц, полученных пневматическим способом, под влиянием внешних физических полей. Осаждению способствует наложение акустического и электростатического полей, что приводит к ускорению коагуляции частиц мелкодисперсного аэрозоля. Предложен метод поиска дисперсных характеристик аэрозоля, реализованный в лазерном измерительном комплексе. Представлены экспериментальные зависимости среднего объемно-поверхностного диаметра и относительной концентрации аэрозольных частиц модельного аэрозоля (талька) от времени.
Автор:  М. Ю. Степкина, А. А. Антонникова, А. А. Жирнов, О. Б. Кудряшова, С. С. Титов
Ключевые слова:  аэрозольные частицы, мелкодисперсный аэрозоль, замкнутое пространство, ультразвуковое воздействие, электроосаждающее устройство, концентрация частиц
Стр:  2520

О ПРЕДЕЛЬНЫХ ЗАКОНАХ СВОБОДНОВОСХОДЯЩИХ КОНВЕКТИВНЫХ СТРУЙ И ТЕРМИКОВ ОТ ЛОКАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ ПРИМЕСИ
Методами масштабного анализа, анализа размерностей и симметрии дифференциальных уравнений исследуется динамика свободновосходящих конвективных струй, связанных со стационарными локальными источниками невесомой тепловыделяющей примеси в нейтрально стратифицированной среде. Примером такой примеси является аэрозоль в атмосфере, поглощающий солнечное излучение (в частности, угольная пыль, сажа, которую ранее предложено использовать для активных воздействий на некоторые атмосферные процессы). Получен аналог теории конвективных струй Я. Б. Зельдовича для ламинарных и турбулентных осесимметричных и плоских струй. Приведены законы движения турбулентных термиков, связанных с мгновенными источниками примеси, вытекающие из соображений размерности и подобия.
Автор:  Л. Х. Ингель
Ключевые слова:  конвективные струи, асимптотика, объемное тепловыделение, тепловыделяющая примесь, термики, анализ симметрии дифференциальных уравнений
Стр:  2526

ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ПОДАВЛЕНИЕ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ В ОТСАСЫВАЮЩЕЙ ТРУБЕ ВЫСОКОНАПОРНОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ТУРБИНЫ
Выполнено численное моделирование пульсаций давления в отсасывающей трубе гидравлической турбины, которые возбуждаются крупномасштабными вихревыми структурами. Проведено численное моделирование нестационарного течения в отсасывающей трубе при различных режимах работы турбины. Показано, что структура потока в отводящем диффузоре соответствует течению с вихревым жгутом. Расчетные данные сопоставлены с результатами эксперимента и показано их согласование. Для подавления пульсаций давления было исследовано влияние различных конструктивных вставок в отсасывающую трубу, таких как ребра, крестовина и полый цилиндр в конусе отсасывающей трубы. Рассмотрено влияние различных конструкций на структуру потока за рабочим колесом и пульсации давления на стенке отсасывающей трубы. Произведено сравнение конструкций и выбор оптимальных параметров для стабилизации потока в диффузоре отсасывающей трубы гидротурбины.
Автор:  А. В. Сентябов, А. В. Минаков, Д. В. Платонов, Д. А. Дектерев, А. В. Захаров, Г. А. Семенов
Ключевые слова:  математическое моделирование, турбулентность, моделирование отсоединенных вихрей, пульсации давления, прецессия вихревого ядра, гидравлическая турбина
Стр:  2535

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УДАРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ФРАГМЕНТОВ КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА НА ИЛЛЮМИНАТОРЫ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Методами механики сплошной среды рассматриваются задачи о высокоскоростном (порядка 10 км/с) взаимодействии алюминиевой и стальной сферических частиц диаметрами не более 2 ⋅ 10–4 см с толстой мишенью из плавленого кварца (диоксид кремния) с учетом разрушения и различных агрегатных состояний вещества, зависимости прочностных характеристик материалов от внутренней энергии. Математическое моделирование проводится в рамках упруго-идеально-пластической модели Прандтля–Рейсса. Механизм разрушения определяется последовательно развивающимися процессами роста и слияния микропор в объемах, находящихся под действием растягивающих напряжений. Для описания поведения вещества в широких диапазонах изменения давления и температуры используется интерполяционное широкодиапазонное уравнение состояния, включающее кривую плавления и двухфазную область. Важная для приложений область взаимодействия порядка первой и второй космических скоростей может быть недоступна для прямого экспериментального исследования. В связи с этим особое значение приобретают теоретический анализ и численное моделирование высокоскоростных ударных явлений.
Автор:  М. В. Хабибуллин, М. Н. Кривошеина, А. Ю. Саммель
Ключевые слова:  космический мусор, иллюминатор, высокоскоростное взаимодействие, математическое моделирование
Стр:  2548

ВИХРЕВАЯ ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА В КАНАЛАХ И ТРУБАХ С ПЕРИОДИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДИСКРЕТНОЙ ШЕРОХОВАТОСТИ
Выполнено комплексное численное исследование вихревой интенсификации теплообмена при турбулентном течении неоднородной среды в каналах и трубах с периодическими элементами дискретной шероховатости с использованием многоблочных вычислительных технологий, реализованных в специализированном пакете VP2/3, и модифицированной модели переноса сдвиговых напряжений. В качестве элементов шероховатости использовались выступы и траншеи различной геометрии, а в качестве рабочие среды — воздух и трансформаторное масло. Детально проанализировано влияние геометрических параметров указанных каналов и труб и режимных параметров течения в них на их теплогидравлическую эффективность.
Автор:  С. А. Исаев, А. Д. Чорный, Ю. В. Жукова, А. А. Высоцкая, В. Б. Харченко
Ключевые слова:  вихревая интенсификация, турбулентное течение, каналы, трубы, дискретная шероховатость
Стр:  2557

ИССЛЕДОВАНИЕ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ И СИЛОВЫХ НАГРУЗОК В КОМПЕНСАТОРЕ С ЦЕЛЬЮ УМЕНЬШЕНИЯ ПЕРЕДАЧИ ВИБРАЦИИ ПО ТРУБОПРОВОДУ С ЖИДКОСТЬЮ
Разработаны и экспериментально исследованы физические и математические модели для расчета пульсаций давления и создаваемых ими динамических нагрузок, определяющих передачу вибрации через компенсаторы трубопроводов с жидкостью. Нагрузки, вызванные пульсациями давления, могут существенно увеличиваться с ростом частоты. Рассмотрена передача вибрации по структуре упругих элементов компенсатора. Аналитически показано и экспериментально подтверждено наличие широкого частотного диапазона, в котором происходит компенсация сил, передающихся по структуре, силами от пульсаций давления. Снижение передачи вибрации может достигать десяти и более раз по сравнению с передачей по структуре компенсатора без жидкости. Дано физическое объяснение обнаруженного явления и предложены способы его использования на практике. На частотах, превышающих этот диапазон, наличие жидкости увеличивает передачу вибрации через компенсатор.
Автор:  А. В. Кирюхин, О. О. Мильман, А. В. Птахин, Л. Н. Сережкин, С. А. Исаев
Ключевые слова:  трубопровод, компенсатор, вибрация, вибрационная жесткость, динамическая сила, частота колебаний, рабочая среда, пульсации давления, упругий элемент, структурная жесткость
Стр:  2565

ОБ ОДНОЙ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ЗАЗОРЕ МЕЖДУ ВРАЩАЮЩИМИСЯ ЭКСЦЕНТРИЧНО РАСПОЛОЖЕННЫМИ ЦИЛИНДРАМИ
Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований распределения давления в сдвиговом ламинарном потоке между вращающимися эксцентрично установленными цилиндрами. Показано, что изменение давления в щелевом зазоре обусловлено двумя механизмами: "клиновидным эффектом" от эксцентричного расположения вращающегося шипа в подшипнике и подводом тепла за счет адиабатического изменения объема, диссипативных процессов и теплопередачи
Автор:  В. Д. Тютюма
Ключевые слова:  изэнтропическая модель переноса импульса, уравнения движения, течение в зазоре между вращающимися цилиндрами, эксцентрично расположенные цилиндры, "клиновидный эффект", теплообмен в ламинарном потоке
Стр:  2572

РАЗРАБОТКА ТЕПЛОВЫХ ТРУБ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕРМОНАГРУЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОНИКИ
Предлагается алгоритм разработки тепловых труб на основе выбора рабочей жидкости, материалов корпуса и фитиля, методики расчета пределов теплопередающей способности тепловых труб. Данный алгоритм успешно применен для создания различных типов фитилей и тепловых труб, на основе которых создана система охлаждения для мощного светодиодного светильника.
Автор:  К. И. Делендик, Н. В. Коляго, О. Г. Пенязьков, О. Л. Войтик
Ключевые слова:  тепловая труба, фитиль, тепловое сопротивление, светодиод, система охлаждения, радиатор
Стр:  2577

МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕРАВНОВЕСНОГО ТЕПЛОПЕРЕНОСА В АНИЗОТРОПНОМ ПОЛУПРОСТРАНСТВЕ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА ТЕПЛОТЫ
На основе нового аналитического решения задачи о волновом теплопереносе в анизотропном полупространстве под действием нестационарного точечного источника тепловой энергии исследовано неравновесное тепловое состояние этого пространства, возникающее вследствие отставания на время его релаксации плотности теплового потока от градиента температур на поверхности полупространства. На основе расширенной гипотезы Вернотта–Каттанео–Лыкова сформулирован новый закон волнового теплопереноса, имеющий форму закона Фурье, и выведено волновое уравнение теплопереноса параболического типа с запаздывающим аргументом по времени, равным времени релаксации.
Автор:  В. Ф. Формалев, Э. М. Карташов, С. А. Колесник
Ключевые слова:  анизотропное полупространство, волновой теплоперенос, время релаксации, нестационарное температурное поле, граничное условие второго рода, тензор теплопроводности
Стр:  2585

ПАРАБОЛИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ В ЗАДАЧАХ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ. 4. ПОЛУОГРАНИЧЕННОЕ ПРОСТРАНСТВО C КОНВЕКТИВНЫМ ГРАНИЧНЫМ УСЛОВИЕМ
Получены новые приближенные решения задачи для полуограниченного пространства с конвективным граничным условием на основе применения интегральных методов HBIM, RIM, CIM, а также новых гибридных схем, в частности, с использованием нового обобщенного интегрального соотношения, интеграла температурного момента и интеграла для момента теплового потока. Полученные в работе решения представлены в виде параболы с зависящим от времени показателем степени n(t) и при этом они имеют полностью явный вид. Установлено, что оптимизация степени n(t) посредством минимизации нормы Лангфорда EL дает, как правило, низкую аппроксимационную точность. Более эффективными выглядят предложенные новые гибридные схемы, дающие решения в явном виде и отличающиеся достаточно высокой аппроксимационной точностью. Предложено новое описание параболического решения задачи с конвективным граничным условием с помощью новых обобщенных переменных и исключением из рассмотрения числа Био в виде независимой переменной. Впервые для решения задачи с конвективным граничным условием предложена и реализована тройная гибридная схема, основанная на комбинации трех разнородных интегральных соотношений. Полученные решения по всем представленным гибридным схемам отличаются весьма высокими аппроксимационными свойствами. Рассмотренные в работе новые гибридные схемы могут быть реализованы для решения задач в разных практических приложениях.
Автор:  В. А. Кот
Ключевые слова:  задача теплопроводности, полуограниченное пространство, конвективное граничное условие, параболическое решение, обобщенное интегральное соотношение, тройная гибридная схема
Стр:  2595

ADSORPTION OF CO2 AND ETHANOL BY A SPHERICAL ACTIVATED CARBON IN A HEAT PUMP
A promising adsorbent representing a phenol resin activated with potassium hydroxide, which can be used in innovative next-generation adsorption cooling and heating pump systems, is proposed
Автор:  K. Uddin, A. Pal, K. Thu, and B. B. Saha
Ключевые слова:  activated carbon, adsorbent, carbon dioxide, ethanol, heat pump, phenol resin, uptake
Стр:  2623

ВЛИЯНИЕ МИКРОГРАВИТАЦИИ НА СХЛОПЫВАНИЕ ПАРОВОЙ ПЛЕНКИ ОКОЛО ПРОВОЛОКИ, ПОГРУЖЕННОЙ В СВЕРХТЕКУЧИЙ ГЕЛИЙ
Анализируются процессы тепломассопереноса при схлопывании паровой пленки на поверхности проволочного нагревателя, погруженного в объем сверхтекучего гелия. Применение результатов молекулярно-кинетического анализа для расчета интенсивности конденсации пара на межфазной поверхности позволяет получить необходимое соотношение для расчета движения межфазной поверхности, которое, в свою очередь, используется при решении уравнения Рэлея с учетом поверхностного натяжения. Результаты расчета при разном уровне микрогравитации сопоставляются с экспериментальными данными. Проводится анализ влияния различных составляющих разности давлений в жидкости на скорость и время схлопывания паровой пленки.
Автор:  Ю. Ю. Пузина, А. П. Крюков
Ключевые слова:  гелий-II, паровая пленка, межфазная поверхность, конденсация, схлопывание, микрогравитация, молекулярно-кинетическая теория
Стр:  2630

ТЕПЛОМАССООБМЕН НА УЧАСТКАХ СВОБОДНОГО ХОДА ПРИ СУШКЕ БУМАГИ НА МНОГОЦИЛИНДРОВЫХ КОНТАКТНО-КОНВЕКТИВНЫХ УСТАНОВКАХ
Рассматриваются процессы конвективного тепломассообмена, протекающие на свободных поверхностях влажного бумажного полотна в воздушной среде при однорядном расположении сушильных цилиндров. Определяются расчетные зависимости, позволяющие прогнозировать длительность процесса сушки бумажного полотна на многоцилиндровых контактно-конвективных установках.
Автор:  Е. Н. Громова, В. Ю. Лакомкин, А. Г. Николаева
Ключевые слова:  сушка бумаги, тепломассообмен, контактно-конвективная сушка, влагосодержание, кинетика сушки
Стр:  2636

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ЗАКРУЧЕННОГО ПОТОКА ДИЛАТАНТНОЙ ЖИДКОСТИ БАЛКЛИ–ГЕРШЕЛЯ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КАНАЛЕ
Представлены результаты исследования течения закрученного потока дилатантной жидкости с пределом текучести Балкли–Гершеля в цилиндрическом канале. Установлено, что вблизи входного сечения канала эффективная вязкость жидкости возрастает с интенсификацией закрутки потока, что может привести к запиранию канала. С увеличением числа Россби эффективная вязкость жидкости на участке ее нестабилизированного течения в приосевой зоне канала уменьшается, а в пристеночной зоне наблюдается обратный эффект. По мере стабилизации течения вниз по потоку эффективная вязкость жидкости в пристеночной области уменьшается, а в приосевой — увеличивается, что приводит к формированию зоны квазитвердого течения.
Автор:  О. В. Матвиенко, В. П. Базуев, А. Е. Асеева
Ключевые слова:  реология, дилатантная среда, вязкопластическая жидкость, жидкость Балкли–Гершеля, закрученное течение, вычислительная гидродинамика
Стр:  2641

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕОЛОГИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ ОСТВАЛЬДА–ДЕ ВИЛЯ И ЭЛЛИСА ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ ГРЕТЦА–НУССЕЛЬТА
Оценка точности модели Оствальда–де Виля при решении задачи Гретца–Нуссельта выполнена путем сравнения с "эталонным" решением для жидкости Эллиса. В результате анализа показано, что решение задачи, построенное на степенном уравнении, приводит к существенным искажениям картины теплообмена
Автор:  В. М. Шаповалов
Ключевые слова:  математическое моделирование, неньютоновская жидкость, круглая труба, модель Оствальда–де Виля, модель Эллиса, температура, число Нуссельта, касательное напряжение, вязкая диссипация
Стр:  2652

ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ МЕМБРАН КЛЕТОК КРОВИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Проведено изучение структуры и свойств мембран эритроцитов и тромбоцитов пациентов с сахарным диабетом 2 типа методом атомно-силовой микроскопии. Оценено влияние температуры и времени инкубирования на локальные механические свойства клеток крови и агрегационные свойства эритроцитов. Установлена критическая температура и время инкубирования для эритроцитов, при которой происходят необратимые изменения свойств мембран эритроцитов. Показано, что для тромбоцитов характерны более высокие термостабильные локальные механические свойства мембраны по сравнению с эритроцитами
Автор:  Г. Б. Мельникова, Т. Н. Толстая, А. С. Петровская, О. Н. Шишко, Е. Э. Константинова, С. А. Чижик, Т. В. Мохорт
Ключевые слова:  атомно-силовая микроскопия, локальные механические свойства, степень оседания эритроцитов, эритроциты, тромбоциты, температура
Стр:  2661

ACCURATE CALCULATIONS OF THE HEAT CAPACITIES OF PURE METALS USING THE EINSTEIN–DEBYE APPROXIMATION
We propose a new algorithm for accurate calculation of the temperature dependence of the heat capacity of pure metals. The analytical approach is based on the combination of the Einstein and Debye models. The Einstein–Debye approximation is applied successfully for evaluating the heat capacities of the metals Cu and Al which are often used in electric motor technologies as winding materials and in other industrial engineering fields. The proposed approach has been tested by comparing the obtained results with the available analytical and experimental data. This approach can improve the evaluation of electric motor winding heat losses
Автор:  Zafer Doğan and Tural Mehmetoğlu
Ключевые слова:  Einstein–Debye approximation, heat capacity, motor winding, Debye model
Стр:  2669

MHD FLOW OF A WILLIAMSON FLUID OVER AN INFINITE ROTATING DISK WITH ANISOTROPIC SLIP
A MHD flow of a Williamson fluid over an infinite rotating disk with the Soret and Dufour effects and an anisotropic slip was investigated. The system of nonlinear partial differential equations governing this flow and the heat and mass transfer in it was rearranged to the ordinary differential equations with the use of the von Kármán similarity transformation. The ordinary differential equations were numerically solved using the MATLAB routine bvp4c
Автор:  Najeeb Alam Khan and Faqiha Sultan
Ключевые слова:  Williamson fluid, rotating disk, anisotropic slip, Soret–Dufour effects
Стр:  2674