ТОМ 80, №6


МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАГРЕВА ПРИЗМЫ ПРИ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЯХ 3-ГО РОДА
Изложена процедура расчетного определения температурного поля призматической заготовки при нагреве в методической печи с учетом зависимости коэффициента температуропроводности от температуры. Для численного решения двумерного уравнения теплопроводности с граничными условиями 3-го рода использована неявная схема. Расчетные зависимости температуры от времени для трех характерных точек сечения призматической стальной заготовки сопоставлены с экспериментальными данными. Определены коэффициенты теплоотдачи, при которых экспериментальные данные и расчетные значения имеют минимальное расхождение.
Автор:  Ю. М. Плескачевский, В. И. Тимошпольский, С. В. Шилько, С. Л. Гавриленко, С. М. Кабишов
Стр:  3

ТЕПЛОВАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ U-ОБРАЗНОГО БЛОКА НЕГЕРМЕТИЧНОГО ПРИБОРНОГО ОТСЕКА ГЕОСТАЦИОНАРНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Представлены новая динамическая тепловая математическая модель в распределенно-сосредоточенных параметрах, вычислительный алгоритм, программное обеспечение и результаты численных расчетов многомерных нестационарных температурных полей при функционировании приборов бортовой аппаратуры и сети нерегулируемых тепловых труб в U-образном блоке модуля служебных систем негерметичного приборного отсека перспективных долгоресурсных геостационарных космических аппаратов в условиях орбитальной эксплуатации.
Автор:  В. А. Бураков, Е. Н. Корчагин, В. П. Кожухов, А. С. Ткаченко, И. В. Щербакова
Стр:  9

ТОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ О ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЯХ ТЕРМОУПРУГОГО СТЕРЖНЯ ТРЕУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ В СВЯЗНОЙ ПОСТАНОВКЕ
Предложены два точных решения для термоупругого стержня, в сечении которого правильный треугольник, полученные с помощью многоходовых логических действий. Исследовано влияние связности, температурных и упругих свойств на волновой процесс деформирования. Приводятся выражения скоростей температурной, продольной и сдвиговой волн, дается критерий М0, по величине которого можно определить целесообразность учета связности в постановке задачи.
Автор:  А. Д. Чернышов
Стр:  18

ДИНАМИКА ПРОГРЕВА ТВЕРДОГО ТЕЛА ПРИ ТЕПЛОВОМ РАЗРУШЕНИИ ПОВЕРХНОСТИ
На основе закономерностей теплового разрушения и дифференциальных преобразований получено решение уравнения теплопроводности с уносом массы. Предложены аналитические выражения, учитывающие волновое возмущение температурного поля. На примере легированной кварцевой стеклокерамики показано хорошее согласование расчетных и экспериментальных температурных полей в широком диапазоне скоростей уноса массы и времен нагрева.
Автор:  Г. А. Фролов, В. Л. Баранов
Стр:  30

КАТАЛИТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК В ПЛАЗМЕ ИМПУЛЬСНОГО БАРЬЕРНОГО РАЗРЯДА
Установлена возможность активирования процесса получения углеродных нанотрубок методом осаждения из паровой фазы за счет генерации в реакционной зоне неравновесной плазмы методом импульсного барьерного разряда. Показано, что в зависимости от используемой каталитической подложки (никелевая проволока, нержавеющая сталь, пористый оксид алюминия с осажденным в порах никелем) в условиях импульсного разряда могут быть получены как индивидуальные углеродные нанотрубки (прямые либо спиралевидные), так и их упорядоченные массивы.
Автор:  С. А. Жданок, С. В. Горбатов, А. А. Михайлов, Ф. В. Плевако, К. Ф. Плевако, C. В. Шушков, В. П. Савенко, А. Л. Беланович, Г. Л. Щукин, Д. В. Свиридов
Стр:  44

ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МЕХАНИЗМА ОБРАЗОВАНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
Исследован электродуговой процесс синтеза углеродных нанотрубок с целью отыскания траекторий движения ионной составляющей углеродной дуговой плазмы и оценки их влияния на образование углеродных нанотрубок на катоде. На основе экспериментального изучения степени ионизации сделан вывод о преимущественно ионном составе плазмы. Предложено использовать магнитогидродинамическую модель для описания движения заряженной составляющей. Рассчитанная область преимущественного скопления углеродных ионов сопоставлена с реальным распределением углеродных нанотрубок.
Автор:  Г. В. Абрамов, А. И. Иванов, Г. В. Попов
Стр:  49

ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАГРЕВА ГАЗА ТРЕХФАЗНЫМ ПЛАЗМOТРОНОМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА СО СКОЛЬЗЯЩИМИ ДУГАМИ
Приведены результаты экспериментального исследования работы трехфазного однокамерного плазмотрона переменного тока со скользящими  дугами. Получены значения к.п.д., среднемассовой температуры и их зависимости от внешних параметров. Рассматривается структура потока в выходном сечении плазмотрона.
Автор:  В. Б. Ковшечников, Г. Г. Антонов, А. А. Уфимцев
Стр:  57

A SIMPLE MODEL FOR THE INTERACTION OF A LOW-CURRENT VACUUM ARC WITH A COPPER CATHODE
Experimental and theoretical studies of arc-cathode region have been made during several decades but the task is not yet completed, in spite of many efforts and progress. In this work, a numerical model describing the arc-cathode region is developed. The arc is treated as a steady-state phenomenon. The model is then applied to a vacuum arc discharge interacting with a Cu cathode at low current of 4-50 A. The model yields the temperature and electric field strength at the cathode surface, density of the current of the electrons emitted, total current density, cathode spot radius, different kinds of power densities in heating and cooling the cathode, and the plasma electron density. The comparison with experimental results shows good agreement.
Автор:  M. Messaad, A. W. Belarbi, M. Abbaoui, and A. Lefort
Стр:  63

ТУРБУЛЕНТНЫЙ СОПРЯЖЕННЫЙ ТЕПЛОМАССООБМЕН ПРИ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ В ТРУБЧАТОМ РЕАКТОРЕ
Разработана модель турбулентного тепломассообмена с нелинейными источниками (стоками), вызванными химическими реакциями первого и второго порядков. При этом использовано условие сопряжения (равенство значений температур и локальных потоков) на границе раздела реактор-охладитель. Получено конечно-разностное численное решение методом переменных направлений. Исследовано влияние коэффициентов турбулентной вязкости на тепломассообмен. Модель апробирована на примере моделирования быстрых процессов полимеризации. Установлено, что вместо модели с переменными коэффициентами переноса и скоростями движения жидкости при практических расчетах процессов быстрой полимеризации можно использовать ее приближение с постоянными коэффициентами переноса и скоростями движения жидкости.
Автор:  Л. П. Холпанов, Ю. С. Поляков
Стр:  73

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ ЗАЖИГАНИЯ И ГОРЕНИЯ ТОРФА
Экспериментально обнаружен новый (пламенный) режим горения торфа в потоке воздуха. Установлена зависимость скорости горения торфа от плотности и влагосодержания, что позволяет уточнить математическую модель торфяного пожара. Выяснен механизм беспламенного горения торфа.
Автор:  А. М. Гришин, А. Н. Голованов, Я. В. Суков, А. А. Абрамовских
Стр:  86

ДВА ПОДХОДА К ЗАМЫКАНИЮ УРАВНЕНИЙ ПЕРЕНОСА ИМПУЛЬСА И ТЕПЛА В ТУРБУЛЕНТНЫХ ХИМИЧЕСКИ РЕАГИРУЮЩИХ ГАЗОДИСПЕРСНЫХ ТЕЧЕНИЯХ НА СТАБИЛИЗИРОВАННОМ УЧАСТКЕ ОСЕСИММЕТРИЧНОГО КАНАЛА
Рассматриваются две системы уравнений переноса корреляций пульсаций скорости и температуры частиц, отличающиеся между собой способом замыкания. В первом случае замкнутое описание теплопереноса твердой фазы осуществляется на уровне уравнений для вторых моментов, во втором - третьих. На основании численных исследований проведен сравнительный анализ двух методов расчета восходящего неизотермического потока газовзвеси.
Автор:  Б. Б. Рохман
Стр:  90

К ВОПРОСУ ОБ ОЦЕНКЕ СОДЕРЖАНИЯ I В МОЛОКЕ В "ЙОДНЫЙ" ПЕРИОД ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АВАРИИ
Математически промоделирован процесс измерений бета-активности молока прибором ДП-100, проведенных в ранний послечернобыльский период 1986 г. в Беларуси, являющихся основным источником информации о радиоактивном загрязнении среды изотопом йода 131I. На основании полученных результатов сделан вывод о необходимости повторного анализа указанных измерений для учета присутствия в молоке всех возможных
Автор:  А. А. Хрущинский, С. А. Кутень, Н. М. Будевич, В. Ф. Миненко, О. М. Жукова, Н. К. Лукьянов
Стр:  102

VARIATIONAL APPROACH TO FREE CONVECTION BOUNDARY-LAYER FLOW WITH SUCTION AND INJECTION
The Gyarmati variational principle - a significant development in the field of the thermodynamics of irreversible processes - is employed to study suction and injection effects in flow and heat transfer in free convection boundary layer over a cone. The velocity and temperature distributions inside respective boundary layers are considered as simple polynomial functions, and with the use of the perturbation procedure the variational principle is formulated. The Euler-Lagrange equations are reduced to the coupled polynomial equations in terms of boundary-layer thicknesses. The skin-friction (shear-stress) and heat-transfer (Nusselt number) values with constant wall temperature are computed for various values of the suction and injection parameters and the cone angle parameter. The comparison of the present solution with an available numerical solution shows good agreement.

Автор:  M. Chandrasekar
Стр:  109

ТУРБУЛЕНТНОЕ ТЕЧЕНИЕ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КАНАЛЕ С КОЛЬЦЕВОЙ ВЫТОЧКОЙ
Проводится моделирование турбулентного течения в цилиндрическом канале заряда твердого топлива, имеющем кольцевую выточку (компенсатор). Рассматриваются различные варианты расположения компенсатора и его сопряжения с каналом. Исследуется влияние геометрических и расходных факторов на формирование распределений газодинамических параметров и характеристик турбулентности в рабочей области.
Автор:  К. Н. Волков, С. В. Денисихин, В. Н. Емельянов
Стр:  116

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КРИЗИСНЫХ ЯВЛЕНИЙ ПРИ ДОЗВУКОВОМ ОБТЕКАНИИ ВОЗДУХОМ ТОЛСТОГО ПРОФИЛЯ С ВИХРЕВЫМИ ЯЧЕЙКАМИ
При решении факторизованным конечно-объемным методом нестационарных уравнений сохранения массы и энергии, уравнений Рейнольдса, замкнутых с помощью модели переноса сдвиговых напряжений, анализируются кризисные явления при дозвуковом обтекании толстого профиля с вихревыми ячейками.
Автор:  С. А. Исаев, А. Г. Судаков, П. А. Баранов, Н. А. Мордынский
Стр:  122

К ВОПРОСУ О НЕУСТОЙЧИВОСТИ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД КОНЕЧНОЙ ТОЛЩИНЫ
Выведен нелинейный по комбинации частоты и относительной скорости дисперсионный определитель в задаче о распространении волн на границе слоев жидкостей конечной толщины. Обсуждается структура и физический смысл полученного уравнения. Рассмотрены предельные случаи.
Автор:  И. Н. Алиев, С. О. Юрченко, Е. В. Назарова
Стр:  127

РЕАЛИЗАЦИЯ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ И ТЕМПЕРАТУР В ГАЗОВОЙ ФАЗЕ ПРИ ИСТЕЧЕНИИ ПУЗЫРЬКОВОЙ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ СОПЛО
Рассмотрено стационарное течение пузырьковой газожидкостной смеси в сопле кругового сечения. Проанализирована возможность реализации супервысоких температур и давлений в газовой фазе на участке сопла вблизи минимального сечения. Изучено влияние параметров (начального радиуса и объемного содержания пузырьков, определяющих состав объемного расхода жидкости, подаваемой в сопло) на картину течения.
Автор:  В. Ш. Шагапов, С. А. Лепихин, М. Н. Галимзянов
Стр:  134

ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ РАЗВИТИЯ И ТЕПЛОВОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СУХИХ ПЯТЕН В СТЕКАЮЩИХ ПЛЕНКАХ ЖИДКОСТИ
Проведен численный эксперимент для описания критических явлений при интенсивном теплообмене в стекающих волновых пленках криогенной жидкости на ограниченных по длине тепловыделяющих поверхностях. Численное моделирование тепловой устойчивости сухих пятен с условиями теплоотдачи, определяемыми экспериментально, дает удовлетворительное согласие с полученными в экспериментах значениями критической плотности теплового потока. Это подтверждает гипотезу о том, что в определенных режимах течения пленки развитие кризиса связано с распространением температурного возмущения вверх по потоку при достижении порога тепловой устойчивости сухих пятен. Величина критического теплового потока при этом существенно ниже расчета по известным гидродинамическим моделям.
Автор:  И. П. Стародубцева, А. Н. Павленко
Стр:  138

ДИНАМИЧЕСКАЯ ВЯЗКОСТЬ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ, ДАВЛЕНИЯХ И КОНЦЕНТРАЦИЯХ
Представлена обобщенная формула для получения расчетных значений динамической вязкости водных растворов солей. С ее помощью получены новые значения динамической вязкости водных растворов солей BaCl2, KCl, KNO3, K2CO3, LiNO3, Li2SO4, MgCl2 и NaCl при высоких параметрах состояния.
Автор:  У. Б. Магомедов, А. Б. Алхасов
Стр:  145

О КОНКУРЕНЦИИ РАЗЛИЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ СПЕКАНИЯ ПРИ СВС-ИЗМЕЛЬЧЕНИИ
Предложены теоретические оценки изменения прочности СВС-продуктов при их спекании и остывании. Учтена возможность перехода от механизма диффузионного спекания к механизму спекания при уплотнении материала под действием внешних механических нагрузок. Показано, что конкуренция этих механизмов спекания при остывании продуктов обуслoвливает немонотонный характер зависимости прочности продукта от времени задержки.
Автор:  Л. С. Стельмах, А. М. Столин, Р. Н. Пономарев
Стр:  151

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ГАЗОВЗВЕСЕЙ
Рассмотрена математическая модель процесса взаимодействия между фильтратом внутри трубки, двухфазной дисперсной смесью в пористой стенке и вне трубки в изотермической среде и даны рекомендации для получения фильтрата.
Автор:  А. С. Якимов
Стр:  157

О НЕКОТОРЫХ АВТОМОДЕЛЬНЫХ ЗАДАЧАХ ТЕЧЕНИЯ ОДНОСКОРОСТНОЙ ГЕТЕРОГЕННОЙ СРЕДЫ
Для модели односкоростной гетерогенной среды, в которой учтены внутренние силы межфракционного взаимодействия, получены решения автомодельных задач истечения смеси в вакуум, установившегося течения смеси около внешнего тупого угла, ускоряющегося поршня в дисперсной среде.
Автор:  В. С. Суров
Стр:  164

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ФУНКЦИОНАЛА ПЛОТНОСТИ ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕЧЕНИЙ ТРЕХФАЗНЫХ СМЕСЕЙ С ФАЗОВЫМИ ПЕРЕХОДАМИ
Исследована задача математического моделирования течений трехфазных трехкомпонентных смесей с фазовыми переходами с помощью теории функционала плотности. Ранее были получены аналитические и численные результаты, продемонстрировавшие эффективное применение этого подхода для описания двухфазных течений. В настоящей работе изложены методы, распространяющие технику функционала плотности на случай трехфазных смесей. Приведены численные решения для течений трехфазных смесей, в том числе с фазовыми переходами.
Автор:  О. Ю. Динариев, Н. В. Евсеев
Стр:  173

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА НАМАГНИЧИВАНИЯ ПОЛЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ ИЗ МАГНИТОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ В ОДНОРОДНОМ КВАЗИСТАТИЧЕСКОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ СОЛЕНОИДА. ПЕТЛЯ ГИСТЕРЕЗИСА
На основе арктангенсовой аппроксимации петли магнитного гистерезиса материала и выражения для центрального коэффициента размагничивания полых цилиндрических стержней из магнитомягких материалов предложена методика расчета петель гистерезиса этих стержней в однородном квазистатическом поле соленоида для разных значений их относительной длины и толщины стенки. Проведен расчет и сравнение с экспериментальными данными основных параметров петель магнитного гистерезиса полых цилиндрических стержней с разной величиной коэффициента размагничивания.
Автор:  В. Ф. Матюк, А. А. Осипов, А. В. Стрелюхин
Стр:  181

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ