ТОМ 82, №3


ОБ УСЛОВИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР НА СТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ РЕАКТОРА ИЗ ПРОДУКТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЕ. 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ КЛЮЧЕВЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ, ОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
Представлены результаты экспериментальных исследований условий образования углеродных наноструктур при разложении углеводородов в низкотемпературной плазме. Изучено влияние внутренней геометрии реактора, температурных режимов и относительного содержания реагента и окислителя в рабочей смеси на процесс формирования углеродных наноструктур. Установлено, что образование углеродных упорядоченных структур происходит на поверхности металла, содержащей железо и никель. Приведены данные по производительности процесса и содержанию структурированного углерода в получаемом материале.
Автор:  С. А. Жданок, И. Ф. Буяков, А. В. Крауклис, К. О. Борисевич
Стр:  413

ОБ УСЛОВИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР НА СТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ РЕАКТОРА ИЗ ПРОДУКТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЕ. 2. МОДЕРНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ, ПОИСК ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ
Представлены результаты экспериментальных исследований условий образования углеродных наноструктур при разложении углеводородов в низкотемпературной плазме. Приведены сравнительные данные по производительности процесса и содержанию структурированного углерода в получаемом материале до и после модернизации установки. Предложены различные схемы подачи рабочей смеси относительно плазменного потока.
Автор:  С. А. Жданок, И. Ф. Буяков, А. В. Крауклис, К. О. Борисевич
Стр:  420

ИССЛЕДОВАНИЯ БАКТЕРИЦИДНОГО ДЕЙСТВИЯ ПЛАЗМЫ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЕМКОСТНОГО И БАРЬЕРНОГО РАЗРЯДОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ
Проведены исследования бактерицидного действия плазмы высокочастотного разряда, возбуждаемого на частоте f= 5.28 МГц при пониженном давлении в воздухе, на различные тест-штаммы микроорганизмов. Установлена высокая эффективность плазменной инактивации штаммов бактерий E. сoli, B. subtilis, C. albicans и S. aureus при начальной контаминации N0 < или =103 КОЕ/мл. Отмечено, что наиболее вероятными стерилизующими агентами генерируемой плазмы являются "горячие" и "холодные" радикалы ОН, возбужденные электронейтральные молекулы N2 и О2, а также УФ-излучение плазмы.
Автор:  В. В. Ажаронок, Л. Е. Кратько, Я. И. Некрашевич, И. И. Филатова, Л. А. Мельникова, Н. В. Дудчик, С. А. Янецкая, М. К. Болога
Стр:  425

ТУРБУЛЕНТНОЕ ГОРЕНИЕ ГАЗООБРАЗНЫХ ТОПЛИВ
На базе анализа экспериментальных данных показаны различия и сходство параметров турбулентности и турбулентной вязкости в изотермической струе и в факеле горящего топлива. Полученные зависимости предлагается использовать при расчетах температурных полей в факелах газообразных топлив.
Автор:  Ю. В. Полежаев
Стр:  433

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ И ФУЛЛЕРЕНОВ В ПЛАМЕНАХ
Проанализированы различные механизмы образования полициклических ароматических углеводородов и фуллеренов в бензольных пламенах. Показано, что общий процесс наращивания ароматической структуры данных компонентов в пламени включает как присоединение молекул ацетилена с последующей внутримолекулярной перестройкой и образованием новых ароматических колец, так и коагуляцию, в которой сборка фуллеренов осуществляется из различных ароматических фрагментов. Предложена оптимальная кинетическая модель процесса, дающая наилучшее согласие с имеющимися экспериментальными данными.
Автор:  Г. Я. Герасимов
Стр:  438

КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГОРЮЧЕГО ГАЗА ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНОЙ БИОМАССЫ МЕТОДОМ ПИРОЛИЗА
Приведены результаты экспериментальных исследований по определению  выхода, состава, теплоты сгорания горючего газа и закономерностей его образования в различных условиях пиролиза опилок ивы и ольхи, пеллет из древесных отходов, торфа, нейтрализованного гидролизного лигнина и отходов растениеводства - соломы и костры льна.
Автор:  П. Л. Фалюшин, Г. И. Журавский, Р. Ф. Братишко, В. Н. Кожурин, Е. В. Ануфриева
Стр:  448

ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС ПРИ ЗАЖИГАНИИ ГОРЯЧЕЙ ЧАСТИЦЕЙ ПАРОВ ЖИДКОГО ТОПЛИВА, ПОСТУПАЮЩИХ В ВОЗДУХ С ПОВЕРХНОСТИ ПРОПИТАННОЙ ИМ ТКАНИ
Исследованы закономерности тепломассопереноса при зажигании смеси окислителя с парами жидкого топлива, поступающими в окружающий воздух, с поверхности участка ткани, пропитанной пожароопасной жидкостью. Установлены зависимости времени задержки воспламенения от начальной температуры частицы и объемной доли жидкости в материале ткани. Исследования выполнены для трех широко распространенных материалов тканей (шерсть, шелк, лен) и трех типичных пожароопасных жидкостей (бензин, керосин, дизельное топливо).
Автор:  Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак
Стр:  454

О НЕОДНОЗНАЧНОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ПАРАМЕТРОВ УНОСА МАССЫ УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА ОТ ЧИСЛА МАХА В НАБЕГАЮЩЕМ НА НЕГО ПОТОКЕ ВОЗДУХА
Установлен эффект возникновения неоднозначности в зависимостях параметров уноса массы углеродного материала от числа Маха в набегающем на него потоке воздуха, имеющий место в области достаточно малых значений аргумента этих функций.
Автор:  В. В. Горский, А. Н. Лаврентьева
Стр:  461

О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ВИХРЕВОЙ ПАРЫ И ВИХРЕВОГО КОЛЬЦА С ПЛОСКИМ ЭКРАНОМ
Излагается приближенный метод расчета нестационарного течения при взаимодействии вихревой пары и вихревого кольца с параллельным и соответственно перпендикулярным плоским экраном. Показано, что эти первичные вихри индуцируют в приближении идеальной жидкости на экране поперечное пристеночное течение, в котором при учете вязкости жидкости порождается пограничный слой, представляющий собой вихревое течение со знаком, противоположным знаку первичных вихрей. На участке экрана с положительным продольным градиентом давления происходят отрывы пограничного слоя. Вторичные вихри взаимодействуют с первичными, вследствие чего течение перестраивается: в плоской задаче наблюдается поперечное смещение исходной вихревой пары с петлеобразной траекторией их движения, в осесимметричной задаче - образование восходящего течения вдоль оси вихревого кольца. Обнаруженный в последнем случае эффект при ламинарном и турбулентном режимах течения подтверждается экспериментом для ламинарного режима, а также данными численного моделирования уравнений Навье-Стокса и Рейнольдса.
Автор:  А. С. Гиневский, Т. В. Погребная, С. Д. Шипилов
Стр:  466

СРАВНЕНИЕ СПОСОБОВ РЕАЛИЗАЦИИ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ НА СТЕНКЕ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РАСЧЕТУ ХАРАКТЕРИСТИК ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕПЛООБМЕНА
Рассматриваются способы постановки и численной реализации граничных условий на стенке в расчетах турбулентных течений. Обсуждается способ реализации слабых граничных условий на стенке при дискретизации осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса по методу контрольного объема. Проводится сравнение результатов расчетов для ряда модельных задач, полученных в рамках различных подходов к пристеночному моделированию, с данными физического эксперимента и имеющимися корреляционными зависимостями. Сравнивается сеточная зависимость решения при использовании метода пристеночных функций и слабых граничных условий.
Автор:  К. Н. Волков
Стр:  471

INFLUENCE OF PERIODIC TEMPERATURE ON TRANSIENT NATURAL CONVECTION FLOW OF AN ELASTICO-VISCOUS FLUID PAST A UNIFORMLY ACCELERATED PLATE
An investigation of free convection flow of an elastico-viscous fluid past a uniformly accelerated plate with periodic temperature variation has been carried out. The solutions in a closed form have been derived for temperature, velocity, penetration distance, rate of heat transfer, and skin friction by the Laplace transform technique. A parametric study of all involved parameters is conducted and representative results are illustrated.
Автор:  R. C. Chaudhary and Arpita Jain
Стр:  481

ТЕСТИРОВАНИЕ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ, КОНВЕКТИВНЫХ СХЕМ, АЛГОРИТМОВ АППРОКСИМАЦИИ ПОТОКОВ И СЕТОЧНЫХ СТРУКТУР НА ПРИМЕРЕ СВЕРХЗВУКОВОГО ТЕЧЕНИЯ В СТУПЕНЧАТОМ КАНАЛЕ С ПОМОЩЬЮ ПАКЕТОВ CFX И FLUENT
С помощью пакетов CFX и FLUENT рассчитывается нестационарное сверхзвуковое течение невязкого газа в ступенчатом канале с числом Маха М = 3. Точность прогнозов анализируется на конвективных схемах второго и третьего порядков точности и алгоритмах аппроксимации потоков на основе модели диссипации по Рою и адвективного противопоточного метода расщепления. Тестируются как триангулярные, так и полиэдральные сетки. Рассматривается механизм возникновения искусственной физической нестабильности, возникающиий на сеточных структурах с локально-градиентной адаптацией. Показывается, что наличие сингулярной точки - прямого угла - в расчетной области приводит к существенной фазовой ошибке в эволюции течения.
Автор:  С. А. Исаев, Д. А. Лысенко
Стр:  492

АНОМАЛИИ ГРАНИЧНОГО ОТРАЖЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА ОТ МАКСВЕЛЛОВСКОЙ ЖИДКОСТИ
Теоретически рассмотрено отражение непрерывных и импульсных продольных и поперечных акустических волн от диссипативной среды, представленной моделью максвелловской жидкости, находящейся в контакте с твердотельным полупространством. Показана существенная зависимость модуля и фазы коэффициента отражения как от вязкости, так и от времени релаксации напряжений в максвелловской жидкости. Программными средствами рассчитаны отраженные и прошедшие границу раздела сред акустические импульсные сигналы. Расчеты выполнены для асимметричной формы падающего на границу импульсного сигнала, соответствующей форме реального сигнала, излучаемого ультразвуковым пьезокерамическим преобразователем.
Автор:  Д. А. Костюк, Ю. А. Кузавко
Стр:  500

ПОСТРОЕНИЕ ПОДЗЕМНОГО КОНТУРА ОСНОВАНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ С УЧАСТКАМИ ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТИ ОБТЕКАНИЯ ПРИ НАЛИЧИИ ВОДОУПОРА
Строится плавный подземный контур гидротехнического сооружения, углы которого округлены по кривым постоянной величины скорости фильтрации, в случае, когда водопроницаемое основание подстилается водоупором, состоящим из горизонтального и криволинейных участков, также характеризуемым постоянством скорости обтекания. Решение соответствующей краевой задачи осуществляется с помощью полуобратного применения метода годографа скорости, впервые предложенного П. Я. Полубариновой-Кочиной и И. Н. Кочиной. Приводятся результаты численных расчетов и дается гидродинамический анализ влияния основных физических параметров модели на форму и размеры подземного контура плотины, горизонтального и криволинейных участков водоупора. Подробно изучаются предельные случаи, когда водоупор на всем своем протяжении является либо горизонтальным, либо криволинейным.
Автор:  Э. Н. Береславский
Стр:  507

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА В ПОЛИДИСПЕРСНЫХ СЛОЯХ ПРИ ПОЛНОМ И НЕПОЛНОМ ОЖИЖЕНИИ
На основе анализа процессов полного и неполного ожижения смеси частиц широкого фракционного состава показано, что эквивалентные диаметры частиц кипящего и неподвижного слоев, образующих неполностью ожиженную дисперсную систему, являются гидродинамическими величинами, зависящими от скорости фильтрации газа и определяемыми числом Лященко. Сформулирован аппарат теории подобия различных модификаций для моделирования переносных процессов в полностью и частично ожиженных полидисперсных слоях, включая слой, заторможенный шаровой насадкой.
Автор:  Ю. С. Теплицкий, В. И. Ковенский
Стр:  516

АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ТРЕХМЕРНОГО ОБЪЕМА ДИСПЕРСНОЙ СРЕДЫ С ПРОИЗВОЛЬНОЙ ИНДИКАТРИСОЙ РАССЕЯНИЯ
Найдено аналитическое решение краевой задачи для уравнения переноса излучения в трехмерной дисперсной среде с произвольной индикатрисой рассеяния. Решение имеет вид разложения в базисе конечномерного функционального пространства специальных авторских G-функций, в полном объеме учитывающих информацию об угловой структуре реальной индикатрисы рассеяния.
Автор:  А. Б. Гаврилович
Стр:  525

РАСЧЕТ АДСОРБЦИОННОЙ ДЕФОРМАЦИИ МИКРОПОРИСТОГО АДСОРБЕНТА
Представлена модель упругой адсорбционной деформации микропористых адсорбентов. Приводятся результаты расчетов для системы аргон-микропористый углеродный адсорбент АУК и их сопоставление с экспериментальными данными.
Автор:  С. Н. Заливин, А. В. Твардовский, А. В. Клингер, А. А. Фомкин
Стр:  536

АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ НА ОСНОВЕ ВВЕДЕНИЯ ФРОНТА ТЕМПЕРАТУРНОГО ВОЗМУЩЕНИЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ
С использованием интегрального метода теплового баланса на основе введения фронта температурного возмущения и дополнительных граничных условий рассматривается метод нахождения аналитических решений краевых задач нестационарной теплопроводности, позволяющий для ряда задач получать решения с заданной степенью точности во всем диапазоне изменения числа Фурье. Решения имеют простой вид степенных алгебраических полиномов, что позволяет выполнять исследование теплообмена в полях изотермических линий, а также проводить анализ распределения скоростей движения изотерм по пространственной координате во времени.
Автор:  В. А. Кудинов, Е. В. Стефанюк
Стр:  540

PLANE STRAIN DEFORMATION IN AN ORTHOTROPIC MICROPOLAR THERMOELASTIC SOLID WITH HEAT SOURCE
The problem of plane strain deformation in an orthotropic micropolar generalized thermoelastic half-space subjected to an arbitrary point heat source is solved. Closed-form solutions for spatial distributions of displacements, stresses, and temperature are derived by using the Fourier transform. A numerical inversion technique has been applied to obtain the solution in the physical domain. Numerical results are obtained and presented graphically along with a comparison of ones for concentrated and distributed, as well as mechanical and thermal sources.
Автор:  Rajneesh Kumar and Rajani Rani Gupta
Стр:  559

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПОЛЯ, РАЗВИВАЮЩИЕСЯ ПРИ РЕЗАНИИ САПФИРА И АЛМАЗА
Приведены результаты исследования температурных полей, возникающих при резании кристаллических материалов. Распределение температуры в зоне резания и прилегающих областях определяли с помощью инфракрасного термографа. Показано, что при распиливании сапфира максимальная температура регистрируется на некотором расстоянии перед зоной реза. С течением времени температура сапфира монотонно возрастает или проходит через максимум в зависимости от приложенной нагрузки. Кинетическая зависимость температуры алмаза также проходит через максимум. Установлено, что при жестких режимах резания температура кристалла значительно повышается, что может приводить к отделению крупных частиц алмаза предположительно вследствие роста усталостных трещин, вызванного интенсивным нагревом материала.
Автор:  П. Н. Богданович, Д. В. Ткачук, Д. А. Близнец
Стр:  569

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ С ФАЗОВЫМИ ПРЕВРАЩЕНИЯМИ МЕТОДОМ РАСШИРЕНИЯ ГРАНИЦ
Показана эффективность аналитического метода расширения границ на примере с фазовыми превращениями. Первоначальная задача заменяется на вспомогательную, где криволинейным областям с подвижными границами каждой фазы ставятся в соответствие прямоугольные области с известными собственными функциями и собственными значениями. Это позволяет представить решение разложениями в улучшенные ряды Фурье, отличающиеся от классических повышенной скоростью сходимости. В итоге задача сводится к небольшому количеству дифференциальных уравнений первого порядка по времени.
Автор:  А. Д. Чернышов
Стр:  576

КУБИЧЕСКИ АНИЗОТРОПНЫЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННЫЕ СОСТОЯНИЯ И ИХ НАХОЖДЕНИЕ МЕТОДОМ МАЛОГО ПАРАМЕТРА
Дано применение метода малого параметра для нахождения напряженно-деформированного состояния кубически анизотропных тел в трехмерных пространственных областях в случае прямолинейной анизотропии упругих свойств и выведены разрешающие системы дифференциальных уравнений второго порядка.
Автор:  И. М. Мартыненко, М. А. Журавков, В. А. Казакевич, О. Н. Скляр
Стр:  586

УПРОЩЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ОБЪЕКТОВ В ТРЕНАЖЕРНЫХ КОМПЛЕКСАХ
Математические модели систем управления являются важными для задач, решаемых в реальном времени в программном обеспечении тренажерных комплексов сложной техники (летные тренажеры, транспортные тренажеры и т. п.). Упрощение моделей путем исключения слабо влияющих компонентов позволяет снизить нагрузку на вычислительную среду тренажеров. Вещественное разложение Шура приближает упрощенную модель к модели исходной системы. Предлагается новый метод для повышения качества приближения с учетом переходных и установившихся значений реакции объекта <197> аппроксимация передаточных функций. Она проводится путем уменьшения отклонений по матрицам передаточной функции между исходной и упрощенной моделями. Применимость и эффективность этого метода упрощения доказываются на примере динамической модели летной системы.
Автор:  Мэн Цинсун, К. М. Шестаков
Стр:  590

ОПТИМАЛЬНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭНЕРГИИ
С помощью методов линейной неравновесной термодинамики получены аналитические выражения для оптимальных величин термодинамического и теплового коэффициентов полезного действия преобразователей теплоты в другие виды энергии. Проведено их сопоставление с данными промышленных энергоустановок.
Автор:  Б. С. Фокин
Стр:  600

ДВУХСЛОЙНЫЙ НЕОТРАЖАЮЩИЙ ПОГЛОТИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Найдены условия безотражательного гашения электромагнитного излучения в слое поглощающего диэлектрика, нанесенного на непоглощающую четвертьволновую подложку. Исследуются их зависимости от толщины слоя и диэлектрических свойств веществ покрытия и подложки.
Автор:  Р. М. Касимов, С. Р. Касимова
Стр:  606

ЗАКОН ЛОТКИ И АВТОРСКИЙ АКТИВ ИФЖ
Приведены результаты статистической обработки активности авторов ИФЖ. Установлено, что за 1996-2008 гг. среднее число публикаций на автора равно примерно двум, а закон Лотки хорошо описывает неравномерность в активности авторов ИФЖ.
Автор:  Н. В. Павлюкевич, О. Г. Пенязьков, С. П. Фисенко
Стр:  610

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ