ТОМ 93,

ОСОБЕННОСТИ НЕЛИНЕЙНОГО ПОВЕДЕНИЯ РАСТВОРА ПОЛИМЕРА ПРИ БОЛЬШИХ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЯХ
Изучение поведения течений растворов полимеров в области нелинейной вязкоупругости позволяет более точно оценить адекватность реологических моделей и подробнее описать реологические свойства материала. Нелинейные вязкоупругие свойства, проявляющиеся в процессе исследования поведения полимерного материала при больших деформациях, были исследованы с помощью временных зависимостей сдвиговых напряжений, рассчитанных при различных амплитудах. В данной работе рассматривается применимость модифицированной реологической модели Виноградова–Покровского к описанию осциллирующего сдвигового деформирования полимерных жидкостей с большой амплитудой. Было установлено, что при увеличении амплитуды деформирования сдвиговые напряжения перестают быть правильной гармоникой, и наблюдается появление "ступеньки" на их левом фронте, что говорит о существенной нелинейности поведения образца. Проведено сравнение полученных теоретических зависимостей и экспериментальных данных 5% раствора полиэтиленоксида в диметилсульфоксиде. Сравнение проводилось как построением временных зависимостей нормализованных напряжений, так и с помощью анализа фигур Лиссажу. Несмотря на свою простоту, модифицированная реологическая модель Виноградова–Покровского адекватно описывает поведение полимерных материалов при больших периодических деформациях.    
Автор:  Пышнограй Г. В., Черпакова Н. А. ,Joda H. N. A. Al
Ключевые слова:  реология, реологическая модель, нелинейная вязкоупругость, осцилляции, сдвиг, растворы полимеров
Стр:  637

АНАЛИТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЗАСЫПОК СОРАЗМЕРНЫХ И РАЗНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ
Представлены уточненные аналитические зависимости для оценки основных параметров соразмерных и разноразмерных хаотично расположенных частиц и/или гранул засыпок, позволяющие в комплексе достаточно строго оценивать свойства засыпок по средним размерам частиц (гранул), соотношению средних размеров крупных и мелких частиц, пористости. Представленная методика учитывает реальные свойства порошковых засыпок и их кластеризацию. Она позволяет определить пористость, коэффициент внутреннего трения и среднее координационное число частиц или гранул засыпок. Результаты, полученные по предложенным зависимостям, хорошо согласуются с экспериментальными данными.   
Автор:  Крючков Ю. Н.
Ключевые слова:  засыпки, модель, коэффициент внутреннего трения, кластеризация, структура, координационное число, критическое координационное число, плотность упаковки, пористость, размер частицы.
Стр:  293

ГАЗОДИНАМИКА ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ФРАКЦИИ ПО УДЕЛЬНОМУ ВЕСУ
Построена математическая модель процесса разделения зернистых материалов по удельному весу в псевдоожиженных слоях на основе уравнений сохранения массы, импульса механики гетерогенных сред. Проведены вычислительные и физические эксперименты по изучению процесса разделения. Определены режимные и конструктивные параметры аппарата, которые обеспечивают необходимую степень разделения зернистого материала на фракции.  
Автор:  Ахмадиев Ф. Г.
Ключевые слова:  математическая модель, газодинамика, разделение, удельный вес, зернистый материал, псевдоожиженный слой
Стр:  1171

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АКТИВНОЙ ТЕРМОЭМИССИОННОЙ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ ВЫСОКОЭНТАЛЬПИЙНОМ ОБТЕКАНИИ ОБОЛОЧКИ
Сформулирована и исследована математическая модель процесса нестационарного теплообмена системы термоэмиссионной тепловой защиты при конвективном нагреве. Показано влияние испарения (эмиссии) электронов с поверхности эмиттера на понижение температуры составной оболочки термоэмиссионной тепловой защиты. Исследовано влияние некоторых видов теплоносителей в составной оболочке на режимы теплообмена в теле. Получено качественное согласие результатов расчета с известными данными.  
Автор:  Зимин В. П., Ефимов К. Н., Овчинников В. А., Якимов А. С.
Ключевые слова:  термоэмиссионный преобразователь, эмиттер, коллектор, теплообмен, тепловая защита.
Стр:  517

ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА КАК ФИЗИЧЕСКАЯ ОСНОВА РАСПЫЛИТЕЛЬНОГО ПИРОЛИЗА МИКРОННЫХ КАПЕЛЬ РАСТВОРОВ
Эффективность процесса распылительного пиролиза, позволяющего получать наночастицы из микронных капель растворов, определяется процессами массопереноса в капле и тепло- и массообмена с парогазовой смесью. Показано, что самым медленным и самым важным процессом переноса является испарение капли. Нуклеация наночастиц в пересыщенном растворе и их рост идут значительно быстрее. Время жизни капли в аэрозольном реакторе определяет морфологию ансамбля наночастиц посредством коалесценции или броуновской диффузии наночастиц.   
Автор:  Фисенко С. П., Ходыко Ю. А.
Ключевые слова:  испарительное охлаждение, пересыщенный раствор, нуклеация, коалесценция, броуновская диффузия
Стр:  1368

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ВЯЗКОСТНО-ГРАВИТАЦИОННОМ ТЕЧЕНИИ ЖИДКОСТИ В КОНТУРНОМ ТЕРМОСИФОНЕ
Выполнено численное моделирование полей скорости и температуры при ламинарном течении жидкости в лабораторном экспериментальном контурном термосифоне (контуре естественной циркуляции). Подъемной секцией служила вертикальная электрообогреваемая круглая труба. Расчеты проведены для случая обогрева трубы по всей длине для условий постоянной плотности теплового потока на стенке. Рассмотрена конструкция контура, в котором местные потери давления и потери давления на трение в опускной трубе пренебрежимо малы по сравнению с потерями давления на трение в подъемной секции.         Предмет анализа — ламинарный режим течения. В этом режиме в потоках, возникающих исключительно под действием термогравитационных сил, коэффициент сопротивления трения изменяется вдоль потока наиболее сложным образом. По результатам расчета полей скорости и температуры определены продольные изменения коэффициентов сопротивления трения и теплоотдачи. В целом, согласно результатам 2D численного моделирования коэффициенты сопротивления трения в основном зависят от изменения вдоль потока градиента скорости на стенке вследствие практически непрерывной перестройки профиля скорости вдоль всей зоны обогрева. Форма профилей скорости и степень их деформации в свою очередь зависят от плотности теплового потока на стенке и гидравлического диаметра. Показано, что в однофазном контуре естественной циркуляции (т. е. в условиях, когда движение жидкости осуществляется исключительно под действием термогравитационных сил) касательные напряжения на стенке изменяются вдоль зоны обогрева сложным образом, и коэффициент сопротивления трения для использования в одномерных расчетах не может быть описан простой зависимостью вида ξ = a/Reb . Во всех рассчитанных режимах, включая режим с наименьшей из рассмотренных плотностью теплового потока на стенке, числа Нуссельта превышали стабилизированные значения для условий вынужденного течения с постоянными теплофизическими свойствами. По мере удаления от входа в зону обогрева числа Нуссельта сначала монотонно уменьшаются, достигают минимальных значений, а затем начинают возрастать.  
Автор:  Сукомел Л. А., Кабаньков О. Н., Анкудинов В. Б.
Ключевые слова:  контурный термосифон, вязкостно-гравитационное течение, термогравитационные силы, естественная циркуляция, теплообмен, трение, численное моделирование
Стр:  1319

ОТРЫВНЫЕ ПОТЕРИ В РЕШЕТКАХ ОСЕВЫХ ТУРБИН
Использование системы основных уравнений гидрогазодинамики, записанной для участка сужения потока на входе в решетку осевых турбинных профилей при значительных углах атаки и участка последующего расширения до присоединения к стенкам межлопаточного канала, позволило получить аналитические зависимости (характеристики) потерь от углов входа потока в решетку. Полученная методика расчета потерь позволяет учесть радиус скругления профилей на входе, от которого зависит область нечувствительности к углу атаки, и определить соответствующие углы входа потока, ограничивающие область нечувствительности. Предложены варианты методики как для модели несжимаемой жидкости, так и для сжимаемого газа, где использованы газодинамические функции от приведенной скорости. Расчетные характеристики решеток турбин хорошо согласуются с известными экспериментальными данными в широком диапазоне углов атаки и радиусов скругления передних кромок профилей. Показано влияние сжимаемости потока на потери. Для проверки методики в условиях импульсного течения через турбину, где имеют место особенно большие углы атаки, на специальной установке с генератором импульсов были проведены исследования, результаты которых также хорошо согласуются с результатами соответствующих расчетов  
Автор:  Гришин Ю. А., Бакулин В. Н.
Ключевые слова:  турбина, угол атаки, отрывные потери, система уравнений, характеристики, газодинамические функции
Стр:  901

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТРЫВНЫХ ПОТЕРЬ В РАБОЧИХ КОЛЕСАХ РАДИАЛЬНО-ОСЕВЫХ ТУРБИН
Использование основных уравнений гидродинамики, записанных для участка сужения потока на входе в межлопаточный канал рабочего колеса радиально-осевых турбин при значительных углах атаки и участка последующего расширения до присоединения к стенкам канала, позволило получить аналитические зависимости (характеристики) потерь от углов входа потока в канал. При этом учитывается циркуляция на входе в канал, которая оказывает заметное влияние на фактический угол поступившего в канал потока. Полученная методика расчета потерь позволяет также учесть толщину лопаток, от которой зависит область нечувствительности к углу атаки, и определить соответствующие углы входа потока, ограничивающие эту область. Характеристики рабочих колес радиально-осевых турбин, полученные с использованием разработанной методики, хорошо согласуются с известными экспериментальными данными в широком диапазоне углов входа потока.  
Автор:  Гришин Ю. А., Бакулин В. Н.
Ключевые слова:  радиально-осевая турбина, рабочее колесо, угол атаки, циркуляция, отрывные потери, характеристики
Стр:  1285

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТРЫВНЫХ ПОТЕРЬ В РАБОЧИХ КОЛЕСАХ РАДИАЛЬНО-ОСЕВЫХ ТУРБИН
Использование основных уравнений гидродинамики, записанных для участка сужения потока на входе в межлопаточный канал рабочего колеса радиально-осевых турбин при значительных углах атаки и участка последующего расширения до присоединения к стенкам канала, позволило получить аналитические зависимости (характеристики) потерь от углов входа потока в канал. При этом учитывается циркуляция на входе в канал, которая оказывает заметное влияние на фактический угол поступившего в канал потока. Полученная методика расчета потерь позволяет также учесть толщину лопаток, от которой зависит область нечувствительности к углу атаки, и определить соответствующие углы входа потока, ограничивающие эту область. Характеристики рабочих колес радиально-осевых турбин, полученные с использованием разработанной методики, хорошо согласуются с известными экспериментальными данными в широком диапазоне углов входа потока.  
Автор:  Гришин Ю. А., Бакулин В. Н.
Ключевые слова:  радиально-осевая турбина, рабочее колесо, угол атаки, циркуляция, отрывные потери, характеристики.
Стр:  1285

ТЕПЛООБМЕН И НЕИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ПРИ ФОРМОВАНИИ ПЛОСКОЙ ВЯЗКОУПРУГОЙ ПЛЕНКИ
Исследуются процессы теплообмена и неизотермической кристаллизации при формовании плоской вязкоупругой полимерной пленки. Расплав полимера продавливается через плоскощелевую головку экструдера, подвергается одноосному растяжению и одновременно охлаждению на воздухе, затем поступает на приемно-охлаждающий валок. Предполагается, что пленка достаточно широкая и расстояние между головкой экструдера и приемным валком минимально до такой степени, что можно пренебречь изменением ширины полотна в процессе продольной вытяжки. Рассматривается установившийся неизотермический процесс. Считается также, что силами тяжести, инерции и поверхностным натяжением можно пренебречь. С реологической точки зрения расплав полимера представляет собой вязкоупругую жидкость. Используется верхняя конвективная модель Максвелла с вязкостью, зависящей от температуры и степени кристалличности. Математическая модель дополняется уравнением кинетики неизотермической кристаллизации. Задача решена численно методом конечных разностей.  
Автор:  Баранов А. В.
Ключевые слова:  вязкоупругая жидкость, теплообмен, формование плоских пленок, кристаллизация
Стр:  343

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ НА ТЕЧЕНИЕ ВЯЗКОУПРУГОЙ ЖИДКОСТИ В ПЛОСКОМ КАНАЛЕ
Исследованы гидродинамика установившегося неизотермического течения вязкоупругой полимерной среды в плоском канале и теплообмен в нем при граничных условиях первого рода. Рассматривалось течение жидкости с низким значением критерия Рейнольдса и высоким значением критерия Пекле, что позволило пренебречь силами тяжести и инерции, а также продольной теплопроводностью среды. С реологической точки зрения расплав полимера представляет собой вязкоупругую жидкость, поэтому в качестве реологической модели среды использовалась модель жидкости Фан-Тьен–Таннера с вязкостью, зависящей от температуры и давления. Рассматривалась высоковязкая среда, поэтому в уравнение энергии ее течения был включен диссипативный член. С использованием указанной реологической модели из уравнения движения жидкости был получен в явном виде профиль скорости ее течения. Установлено, что зависимость вязкости жидкости от температуры и давления оказывает заметное влияние на распределение числа Нуссельта и среднемассовой температуры жидкости по длине канала. Показано, что учет температурной зависимости вязкости жидкости ведет к снижению роли диссипации энергии ее течения в процессе его разогрева и что зависимость вязкости жидкости от давления, наоборот, значительно усиливает диссипативный эффект. Задача решена численно методом конечных разностей.  
Автор:  Баранов А. В.
Ключевые слова:  вязкоупругая жидкость, теплообмен, неизотермическое течение, диссипация
Стр:  1342

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ОБРАТНОЕ ПРЕССОВАНИЕ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ АКТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ ВНЕШНЕГО ТРЕНИЯ
На основе теоретического анализа реодинамической модели процесса обратного прессования порошкового пористого материала с активным действием силы внешнего трения исследованы особенности влияния этого трения на динамику распределения плотности материала. Дано обоснование преимуществ указанного способа прессования порошкового материала в сравнении с односторонним высокотемпературным прессованием, наиболее распространенным в порошковой металлургии и в технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.  
Автор:  Столин А. М., Стельмах Л. С., Карпов С. В.
Ключевые слова:  обратное прессование, активное внешнее трение, реодинамическая модель, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, плотность, напряжение
Стр:  331

ПОЛЕ СКОРОСТИ ЗА ПЛАСТИНОЙ, УСТАНОВЛЕННОЙ ВО ВНУТРЕННЕЙ ОБЛАСТИ ТУРБУЛЕНТНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ
Представлены результаты экспериментального исследования поля скорости в турбулентном пограничном слое за тонкой (0.00045 м) трехмерной пластиной. Хорда пластины (длина в направлении потока) равна 0.55δ (δ — толщина пограничного слоя), а ее ширина — 1.0δ. Пластина установлена под нулевым углом атаки в центре водяного канала на расстоянии 0.09δ от поверхности. Измерения поля скорости выполнены Particle Image Velocimetry методом при числе Рейнольдса Reh = 7750, рассчитанном по полуширине канала и скорости в центре канала. Показано, что средняя скорость увеличивалась в логарифмической области пограничного слоя на расстоянии трех его толщин за пластиной. Пульсации продольной скорости снижались в буферной области пограничного слоя, но возрастали в логарифмической области. Вертикальные пульсации уменьшались только до расстояния 0.8δ за пластиной, а ниже по течению были выше, чем в невозмущенном пограничном слое. Высокое разрешение поля скорости (50  ⋅  10–6 м) позволило определить сдвиговые напряжения на стенке по градиенту скорости в ламинарном подслое. Сдвиговые напряжения на поверхности за пластиной снижались в интервале, где отмечен рост средней скорости в логарифмической области. Максимальное снижение сдвиговых напряжений имело место на расстоянии 1.8δ и составляло ~33%. Влияние кромочных эффектов проявлялось в менее интенсивном снижении напряжений сдвига и на более коротком интервале за пластиной.  
Автор:  Жданов В. Л., Кухарчук И. Г., Терехов В. И.
Ключевые слова:  водяной канал, турбулентный пограничной слой, сдвиговые напряжения, PIV
Стр:  1278

STUDY OF THE MOISTURE SORPTION ISOTHERMS AND ISOSTERIC HEAT OF SORPTION OF THE MEDICINAL PLANT LAUNEAE NUDICAULIS FROM ALGERIAN SAHARA
The aim of this work is to determine the sorption isotherms of Launeae nudicaulis, a medicinal plant growing in south-west of Algeria. The equilibrium moisture content was measured, using the static gravimetric method, with the water activity from 6.3 to 89.8% at 30 and 40ºC. It was shown that at higher water activities the moisture content increases sharply with the temperature, resulting in crossing of the isotherm curves. Four models were applied for analyzing experimental data (namely, the Peleg, GAB, Henderson–Thompson, and the BET modified ones). The desorption and adsorption data showed the best correlation with the Peleg model. The isosteric sorption heat of water was determined from the equilibrium data at different temperatures. This heat was shown to decrease as the moisture content increases and to be a polynomial function of the moisture content  
Автор:  Fedol A., Cheriti A., Ouahrani M. R.
Ключевые слова:  STUDY OF THE MOISTURE SORPTION ISOTHERMS AND ISOSTERIC HEAT OF SORPTION OF THE MEDICINAL PLANT LAUNEAE NUDICAULIS FROM ALGERIAN SAHARA
Стр:  846

APPLICATION OF AN INTEGRAL NUMERICAL TECHNIQUE FOR A TEMPERATUREDEPENDENT THERMAL CONDUCTIVITY FIN WITH INTERNAL HEAT GENERATION
A numerical study of convective heat transfer in a longitudinal fin with temperature-dependent thermal conductivity and internal heat generation is undertaken. Integral calculations are implemented on each generic element of the discretized problem domain. The resulting systems of nonlinear equations are solved efficiently because of the coefficient matrix sparsity to yield both the dependent variable and its flux. In order to validate the formulation, the effects of the thermogeometric parameter, nonlinearity due to the temperature-dependent thermal conductivity, and of the heat transfer coefficient on the fin temperature distribution are investigated. The results are found to be in agreement with those for similar problems described in the literature and with the physics of the problem.   
Автор:  Onyejekwe O. O., Tamiru G., Amha T., Habtamu F, Demiss Y., Alemseged N., Mengistu B.
Ключевые слова:  convective heat transfer, longitudinal fin, temperature-dependent thermal conductivity, systems of nonlinear equations, discretized problem domain, sparsity of coefficient matrix, integral calculations, generic element, thermogeometric parameter
Стр:  1629

SYNTHESIS OF MULTIWALL CARBON NANOTUBES BY THE CVD METHOD AND THEIR FUNCTIONALIZATION
Results of the functionalization of multiwall carbon nanotubes by an aqueous solution of nitric acid and a mixture of nitric and sulfuric acids with subsequent treatment of them by ultrasound are presented. The presence of functional groups on the surface of multiwall carbon nanotubes was determined with the use of IR spectroscopy.   
Автор:  Temirgaliyeva T. S., Nazhipkyzy M., Nurgain A., Turganbay A., Dinistanova B., Mansurov Z. A.
Ключевые слова:  multiwall carbon nanotubes, synthesis, chemical vapor deposition, functionalization
Стр:  96

PARAMETRIC STUDY OF NATURAL CONVECTION INSIDE A PARTITIONED CAVITY IN THE PRESENCE OF A MAGNETIC FIELD
Steady laminar natural convection flow is studied numerically. The flow domain is a differentially heated square cavity with two partitions that is exposed to a constant horizontal magnetic field. A finite volume-based code is developed by the SIMPLER algorithm. A parametric study is carried out, using different values of the Rayleigh numbers, partition positions, partition heights, and the Hartmann numbers (from zero to 200). It is found that the Nusselt number is an increasing function of the Rayleigh number, but a decreasing function of the partition height and Hartmann number. The position of the partitions affects the streamlines and isotherms, but has a minimal effect on the mean Nusselt number. In addition, the results show that for low partition heights convective heat transfer in a cavity is significant, the braking effect of the Lorentz force is more pronounced, and the mean Nusselt number decreases considerably with increasing magnetic field strength.  
Автор:  Pirmohammadi M., Salehi-Shabestari A.
Ключевые слова:  magnetic field, natural convection, partitioned cavity
Стр:  1300

HEAT TRANSFER IN THE SLIP FLOW WITH AN AXIAL HEAT CONDUCTION IN A MICROCHANNEL WITH WALLS HAVING A CONSTANT TEMPERATURE
The problem on thermally developed laminar slip gas flow with an axial heat conduction in a microchannel (a micropipe or a parallel-plate microchannel) with walls having a constant temperature was solved analytically with the use of the self-adjoint formalism method involving the rearrangement of the energy equation for this flow into a system of two partial differential equations of the first-order. The temperature distribution and Nusselt numbers in such a flow have been determined on the assumption that it is hydrodynamically fully developed in the region of the thermal entrance of a microchannel. The data obtained show that the heat transfer in this flow is substantially dependent on the axial heat conduction in it and its rarefaction.  
Автор:  Haddout Y., Oubarra A., Lahjomri J.
Ключевые слова:  heat transfer, forced convection, slip flow, axial heat conduction, rarefaction, self-adjoint formalism
Стр:  625

LOOP HEAT PIPES WITH A STEAM JET PUMP
Some configurations of cooling systems based on two-phase loops with control of the flow rate of the liquid and steam in them as well as experimental data obtained with these systems are presented. A model of an ejector-assisted loop heat pipe has been developed, and the results of calculations with it were compared with the corresponding experimental data.   
Автор:  Kiseev V., Sazhin O.
Ключевые слова:  heat transfer device, two-phase loop, steam jet condensation, steam jet pump, ejector-assisted loop heat pipe
Стр:  722

NUMERICAL SIMULATION OF THE TEMPERATURE FIELDS IN A SINGLE-PHASE FLOW IN AN ASYMMETRICALLY HEATED MINICHANNEL
The heat transfer in the single-phase flow of a liquid in an asymmetrically heated horizontal minichannel was investigated. Thermograms of the surface of a heater in the minichannel and the surface of its adiabatic part have been obtained with the use of an infrared camera, and they were used to construct temperature profiles for these surfaces. Stationary temperature distributions in the insulating foil, the heater surface, and the liquid flow in the minichannel have been obtained, respectively, with the use of the Laplace equation, the Poisson equation, and the energy equation involving the frictional heat losses. The solution of the system of these differential equations with special boundary conditions has culminated in the solution of three sequential inverse problems on the heat conduction in the indicated adjacent regions having different physical parameters. These problems were solved using the Trefftz method, and the temperature of the liquid flow in the minichannel was calculated by the Picard– Trefftz method. The temperature distributions obtained for the liquid flow and the heater surface were used to determine the heat transfer through the liquid–heater interface. The Trefftz and Picard–Trefftz methods yielded similar local heat transfer coefficients and temperature distributions.  
Автор:  Grabowski M., Poniewski M. E., Hożejowska S., Pawińska A.
Ключевые слова:  heat transfer, minichannel, single phase, inverse heat-transfer problem, Picard and Trefftz methods
Стр:  369

SPHERICAL SHOCK GENERATED BY A MOVING PISTON IN A NONIDEAL GAS UNDER GRAVITATION FIELD WITH MONOCHROMATIC RADIATION AND MAGNETIC FIELD
Similarity solutions for the propagation of a spherical shock wave generated by a moving piston in a nonideal gas under the influence of a gravitational field and azimuthal magnetic field with monochromatic radiation are obtained. The gravitational field is due to a central mass at the origin, i.e., the Roche model is valid. The gravitational effect of the gas itself is neglected in comparison with the attraction of the central mass at the origin. We considered that the radiation flux moves through an electrically conducting nonideal gas with constant intensity and energy is absorbed only behind the shock which moves in the direction opposite to the radiation flux. The results are discussed and compared with ones for a perfect gas, as well as for the cases of the influence of the gravitational field and of the absence of this field. The effect of the variations of the Alfven–Mach number, gravitational parameter, adiabatic exponent, and of the parameter of gas nonidealness are discussed in details.  
Автор:  Nath G.
Ключевые слова:  shock wave, monochromatic radiation, gravitational field, magnetic field, nonideal gas, interstellar medium
Стр:  943

EXACT SOLUTION FOR ISOTHERMAL FLOW BEHIND A SHOCK WAVE IN A SELF-GRAVITATING GAS OF VARIABLE DENSITY IN AN AZIMUTHAL MAGNETIC FIELD
Similarity solution for the propagation of a spherical shock wave in a self-gravitating perfect gas with an azimuthal magnetic field in the case of isothermal flow is investigated. The density and azimuthal magnetic field strength in the ambient medium are assumed to vary and obey power laws. An exact similarity solution obtained using the McVittie method in the case of isothermal flow is reported for the first time. The obtained solutions show that the radial fluid velocity, density, pressure, magnetic field strength, and the mass tend to zero as the point of symmetry is approached. The effects of the changes in the values of the adiabatic exponent g and the exponent w in the variation of an initial density are considered in detail. It is shown that the magnetic field strength and mass increase with g, whereas an increase in w exerts the reverse effect on these flow variables.  
Автор:  Nath G., Mrityunjoy Dutta, Chaurasia S.
Ключевые слова:  shock waves, similarity solution, gravitation, perfect gas, magnetogasdynamics, exact solution
Стр:  1292

EXACT SOLUTION FOR AN UNSTEADY ISOTHERMAL FLOW BEHIND A CYLINDRICAL SHOCK WAVE IN A ROTATING PERFECT GAS WITH AN AXIAL MAGNETIC FIELD AND VARIABLE DENSITY
An exact solution of the problem on the propagation of a cylindrical shock wave in a rotating perfect gas with an axial magnetic field in the case of an isothermal flow is obtained. The initial density, magnetic field strength, and the initial angular velocity in the ambient medium are assumed to vary according to the power law. An exact similarity solution obtained by the McVittie method for an isothermal flow in a rotating gas is first reported. Similarity transformations are used to transform a system of partial differential equations into a system of ordinary differential equations, and then the product solution of McVittie is used to obtain the exact solution. The effects of the values of the gas specific heat ratio, rotational parameter, and of the strength of the initial magnetic field are discussed. It is shown that the shock velocity increases and the shock strength decreases with increase in the values of these parameters. The effect of variation in the value of the initial density index is also studied. The obtained solutions show that the radial fluid velocity, density, pressure, and the magnetic field strength tend to zero as the axis of symmetry is approached.    
Автор:  Nath G.
Ключевые слова:  shock waves, exact solution, rotating medium, perfect gas, axial magnetic field
Стр:  1593

ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ В СКВАЖИНЕ В ИНТЕРВАЛЕ ПОСТОЯННЫХ ГРАДИЕНТОВ С УЧЕТОМ ЗАВИСИМОСТИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
Рассмотрена задача о нестационарном теплообмене восходящего потока жидкости с учетом нелинейности, обусловленной зависимостью теплопроводности нефти от температуры. Метод решения представляет собой комбинацию методов малого параметра и в "среднем точного" асимптотического. Путем разложения по малому и асимптотическим параметрам задача сведена к цепочке линейных задач. Для определения первого коэффициента разложения по малому параметру развита специальная процедура расцепления. С помощью разработанного аппарата малого и формального параметров найдены аналитические зависимости температуры в скважине и окружающих породах от времени и пространственных координат, учитывающие анизотропию теплофизических свойств сред. Показано, что нулевое приближение функции температуры по малому параметру, в качестве которого использован температурный коэффициент γ, совпадает с решениями соответствующей линейной задачи с постоянным значением радиальной составляющей теплопроводности λ_r, а первое приближение учитывает вклад нелинейности в полученное решение.  
Автор:  Филиппов А. И., Ахметова О. В., Зеленова М. А., Сираев Р. В.
Ключевые слова:  теплопроводность, теплообмен, конвекция, асимптотический метод, аналитическое решение.
Стр:  350

МОДЕЛИРОВАНИЕ САМООРГАНИЗУЮЩЕГОСЯ СИНТЕЗА ГИБРИДНЫХ НАНОСТРУКТУР ПРИ ХИМИЧЕСКОМ ПАРОФАЗНОМ ОСАЖДЕНИИ УГЛЕВОДОРОДОВ НА ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛАХ
Предложена физико-химическая модель изотермического синтеза гибридных наноструктур графен – углеродные нанотрубки в процессе химического парофазного осаждения углеводородов на катализаторах из переходных металлов. Разработана кинетическая модель формирования графена на катализаторе из переходного металла с высокой растворимостью углерода в условиях синтеза гибридных наноструктур. Установлен факт наличия двух различных стадий роста многослойного графена. Рассчитаны зависимости синтезируемого числа графеновых слоев и длины нанотрубок от толщины кобальтовой пленки для разных значений температуры процесса и концентрации углеводородов. Показано, что существует максимум в зависимости длины углеродных нанотрубок от толщины каталитической пленки в условиях формирования гибридных наноструктур. Разработанная модель и результаты расчетов могут быть применены для оптимизации условий синтеза гибридных наноструктур в процессах химического парофазного осаждения углеводородов на переходных металлах для создания инновационных материалов, устройств и повышения эффективности функциональных элементов микро- и наноэлектроники.  
Автор:  Футько С. И., Шулицкий Б. Г., Лабунов В. А., Ермолаева Е. М.
Ключевые слова:  рафен, углеродные нанотрубки, аллотропы углерода, углеродные наноматериалы, гибридные наноструктуры, самоорганизующийся синтез, наноструктурные композиционные материалы, химическое парофазное осаждение, кобальтовый катализатор
Стр:  100

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПЛОСКОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С ОБЛАСТЯМИ РАЗЛИЧНОЙ ФОРМЫ И ПЛОТНОСТИ В МЕЛКОДИСПЕРСНОЙ ГАЗОВЗВЕСИ
Исследованы взаимодействия плоской ударной волны в газе или в газовзвеси с областями квадратного и ромбовидного сечений, отличными по плотности от окружающей среды. Для расчета использована высокоустойчивая монотонная схема с малой численной диссипацией. Сравнения с экспериментами по рефракции ударной волны на границе раздела двухкомпонентного газа подтвердили адекватность схемы. Показано влияние фактора отношения плотностей (числа Атвуда), формы неоднородностей, размеров частиц на ударно-волновую структуру и развитие неустойчивости Рихтмайера–Мешкова.  
Автор:  Садин Д. В., Давидчук В. А.
Ключевые слова:  газовзвесь, ударная волна, граница раздела сред, рефракция, неустойчивость Рихтмайера–Мешкова
Стр:  489

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК СЕТЧАТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СТЕКЛОУГЛЕРОДА ПО ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО УСТАНОВЛЕННЫМ ОПТИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ
Представлены результаты экспериментальных исследований спектра оптических постоянных стеклоуглерода, производимого в России, и математического моделирования на их основе спектрально-кинетических коэффициентов и теплофизических характеристик сетчатых материалов на основе этого стеклоуглерода. Исследования проводились на плотных образцах композиционного стеклоуглерода, тождественного по физическим свойствам стеклоуглероду, образующему основу высокопористых ячеистых углеродных материалов. По спектральной полусферической отражательной способности поверхности этих образцов, измеренной при ее нормальном освещении, из соотношений Крамерса–Кронига определены спектры оптических постоянных стеклоуглерода (показатели преломления и поглощения), а также ряд их производных характеристик, для которых были даны простые аппроксимирующие соотношения. Установлена толщина скин-слоя в образцах и некоторые особенности взаимодействия электромагнитного излучения с фрагментами их материала. Полученные спектральные данные были заложены в разработанную ранее оптическую статистическую имитационную модель ультрапористого сетчатого материала, основанную на строгой электромагнитной теории, которая позволяет учесть особенности микроструктуры таких материалов и физические процессы, протекающие в них на различных пространственных и временных масштабах. Представлены результаты расчета спектрально-кинетических коэффициентов переноса излучения, индикатрисы рассеяния, радиационной и полной теплопроводности для сетчатого стеклоуглерода. Продемонстрированы возможности разработанной модели.  
Автор:  Алифанов О. М., Черепанов В. В., Щурик А. Г., Миронов Р. А.
Ключевые слова:  сетчатый стеклоуглерод, оптические постоянные, эксперимент, спектрально-кинетические коэффициенты, теплофизические свойства, моделирование
Стр:  732

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАЖИГАНИЯ ЛЕСНЫХ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СРЕДЕ
Исследован процесс зажигания типичных лесных горючих материалов (листьев березы) в диапазоне температур, характерных для верхового лесного пожара. Определены времена задержки зажигания листовой пластины березы в зависимости от температуры окружающей среды. Выявлен механизм возгорания листвы в высокотемпературной среде. На основе экспериментальных данных предложена математическая модель для классификации лесных горючих материалов.    
Автор:  Барановский Н. В., Кириенко В. А.
Ключевые слова:  зажигание, лесной горючий материал, верховой лесной пожар, время задержки зажигания, эксперимент, высокотемпературная среда, математическая модель
Стр:  1310

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОАГУЛЯЦИИ ЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В ОТХОДЯЩИХ ГАЗАХ ПРИ ВИБРАЦИОННОМ ГОРЕНИИ ТВЕРДОГО БИОТОПЛИВА
Рассмотрено влияние звуковых колебаний на процесс коагуляции частиц сажи, взвешенных в потоке продуктов сгорания древесины и торфа. Показано, что при характерных параметрах вибрационного горения этих материалов основным фактором роста частиц сажи в процессе их коагуляции является оседание мелких частиц, хорошо увлекаемых газом, на крупные, которые обтекаются газом, но плохо им увлекаются  
Автор:  Стоник О. Г., Гешеле В. Д., Ковалев С. А.
Ключевые слова:  вибрационное горение, коагуляция, экология
Стр:  1316

ВЛИЯНИЕ ПОТОКОВ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА
Проведено исследование переходного процесса на примере получения в каскаде газовых центрифуг германия, обогащенного изотопом 72^Ge до 50%. Показано влияние величин выходящих потоков каскада на динамику концентраций изотопов и продолжительность переходного процесса. Установлены условия изменения величин выходящих потоков каскада, при которых достигается минимальная продолжительность переходного процесса и повышается эффективность работы каскада.  
Автор:  Ушаков А. А., Орлов А. А., Совач В. П.
Ключевые слова:  каскад, изотоп, разделение, германий, нестационарный процесс, математическая модель, изотопная смесь
Стр:  3

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ КЕРАМИК НА ОСНОВЕ MgAl2O4 И ZnAl2O4
Получены оптически прозрачные образцы керамик на основе алюмомагниевой и алюмоцинковой шпинелей с плотностью, близкой к теоретически достижимой, и измерена их теплопроводность в диапазоне температур 50–300 K. Показано, что теплопроводности этих керамик близки при комнатной температуре и изменяются в диапазоне 17–18 Вт/(м  ⋅  K). В области криогенных температур (Т = 50 K) теплопроводность керамики на основе алюмоцинковой шпинели (180 Вт/(м  ⋅  K)) значительно выше теплопроводности керамики на основе алюмомагниевой шпинели (122 Вт/(м  ⋅  K)). Абсолютные теплопроводности керамик на основе этих шпинелей зависят от использованных при их изготовлении спекающих добавок.  
Автор:  Балабанов С. С., Беляев А. В., Попов П. А.
Ключевые слова:  шпинель, алюминат магния, алюминат цинка, теплопроводность
Стр:  742

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Представлены логическая и математическая формулировки задачи системного проектирования сложных систем по комплексному критерию качества. В качестве сложных систем рассмотрены реактивные двигатели летательных аппаратов. Задача системного проектирования энергосистемы сформулирована как задача обеспечения ее минимальной массы при заданных ограничениях по надежности, экономическим затратам и другим параметрам  
Автор:  Ерохин Б. Т., Сорокин В. А., Андрюшин А. С.
Ключевые слова:  энергосистема, критерий качества, параметрический синтез
Стр:  499

О ДИНАМИКЕ ДВИЖЕНИЯ И ОТРАЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ СОЛИТОНОВ ПРИ ВОЛНОВОМ ТЕПЛОПЕРЕНОСЕ В ОГРАНИЧЕННЫХ ОБЛАСТЯХ
На основе нового аналитического решения задачи волнового теплопереноса исследована динамика движения, взаимодействия и отражения изолированных температурных волн (солитонов) в ограниченных областях под действием изолированных температурных импульсов прямоугольной формы и механизм отражения температурных солитонов от противоположной границы. В соответствии с этим механизмом вначале поглощается вся энергия солитона, а затем возникает обратная температурная волна с тем же носителем по пространству, что и в прямой волне. При взаимодействии последующих солитонов с отраженными их энергии вначале складываются, а затем расходятся в противоположных направлениях (в результате диссипации), сохраняя кинематические характеристики. Поскольку время действия изолированных волн пропорционально нескольким временам релаксации, а глубина прогрева равна ограниченному числу нанометров, то подобные исследования актуальны при взаимодействии мощных излучений с поверхностями твердых тел и в релятивистской механике.  
Автор:  Формалев В. Ф., Карташов Э. М., Колесник С. А.
Ключевые слова:  изолированная тепловая волна, волновой теплоперенос, волновое уравнение теплопроводности, ограниченное тело, температуропроводность, время релаксации, аналитическое решение
Стр:  11

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ