ТОМ 76, №4


Высокотемпературное осаждение пленок углерода
В приближении задачи Стефана построена математическая модель роста углеродной пленки при высокотемпературном осаждении. Проанализировано влияние различных факторов на максимально возможную толщину пленки. Показано, что пористость пленки является принципиально важным фактором, который через величину эффективной теплопроводности определяет динамику ее роста.
Автор:  Фисенко С. П., Базылев Б. Н., Вюрц Г.
Стр:  3-6

Измерение скорости седиментации мелкодисперсных частиц в тарельчатой центрифуге
Приведены данные экспериментального исследования процесса осаждения мелких частиц в тарельчатой центрифуге. Результаты, полученные на материале песок и вода, показали немонотонный характер относительной скорости седиментации в зависимости от общей концентрации частиц, а также наличие эффекта повышенной скорости оседания для самых мелких фракций. Обсуждаются методы измерения седиментации мелких частиц, описывается методика проведения эксперимента, приводится анализ систематических ошибок эксперимента.
Автор:  Дик И. Г., Килимник Д. Ю., Миньков Л. Л., Неессе Т.
Стр:  7-17

Влияние неравномерности распределения температуры в слое кнудсена на скорость теплового скольжения разреженного газа вдоль искривленной поверхности
Вычислена поправка к скорости теплового скольжения разреженного газа вдоль поверхности сферы, принимающая во внимание наличие смешанной производной второго порядка от температуры. Для этого построено точное решение неоднородного кинетического уравнения Больцмана с оператором столкновений в форме эллипсоидально статистической модели. Полученные результаты подтверждают существование отрицательного (в направлении градиента температуры) термофореза высокотеплопроводных аэрозольных частиц при малых значениях чисел Кнудсена. Проведено сравнение с литературными данными.
Автор:  А. В. Латышев, В. Н. Попов, А. А. Юшканов
Стр:  18-22

Расчет свойств газов на основе кластерной модели
Приведены расчеты концентраций кластеров и некоторых равновесных и неравновесных состояний газов по формулам, полученным ранее в [1] и на основе выдвинутой гипотезы об экспоненциальном распределении кластеров по их размерам.
Автор:  Курлапов Л. И.
Стр:  23-29

Магнитофоретический потенциал цепочки ферромагнитных шаров в однородном поле
Рассматривается класс фильтрующих магнитных структур, образованных упорядоченным множеством идентичных ферромагнитных микрошаров. Развивается подход к анализу их магнитофоретических свойств, основанный на дипольном приближении и понятии магнитофоретического потенциала, усредненного вдоль направления движения взвеси выделяемых частиц. Изучены магнитофоретические свойства продольно- и поперечно- намагниченной линейной цепочки сфер. Выполнены эксперименты с целью оценки точности дипольного приближения.
Автор:  Б. Э. Кашевский, И. В. Прохоров
Стр:  30-35

Экспериментальная оценка адгезионных свойств и особенности растекания электрореологической жидкости при электрическом воздействии
Исследуется воздействие постоянного электрического поля на процесс растекания капли электрореологической жидкости (ЭРЖ). Выявлено, что эффективная вязкость, поверхностное натяжение и равновесный краевой угол капли ЭРЖ, а также ее адгезионные свойства при прочих равных условиях зависят от напряженности электрического поля. В серии экспериментов оценено влияние поверхностно-активных веществ в составе ЭРЖ на величину краевого угла и скорость растекания капли ЭРЖ по подложке. Выполненные теоретико-экспериментальные исследования могут использоваться при разработке концепции о применении ЭРЖ в качестве пленочных покрытий и в иных технологиях.
Автор:  Коробко Е. В., Гончарова Н. А., Городкин Р. Г., Байков В. И.
Стр:  36-39

Волновое движение твердых частиц в пульсирующем потоке газа
На основе численного решения уравнений динамики монодисперсной газовзвеси с учетом межфазных сил гидродинамического сопротивления, присоединенных масс и сил из-за нестационарных эффектов вокруг частиц исследовано влияние низкочастотных пульсаций газа на движение твердых частиц. Установлено, что пульсации газа при определенных параметрах приводят к интенсификации межфазного теплообмена. Получены зависимости времени пребывания частиц в пневмоканале от частоты пульсаций газа.
Автор:  П. В. Акулич, П. С. Куц
Стр:  40-45

Численное моделирование квазистационарного режима извержения вулкана на начальной стадии
В предположении осевой симметрии моделируется квазистационарная фаза начальной стадии вулканического извержения. Построенная модель позволяет по заданным параметрам магматического очага рассчитать распределение режимов течения магмы в канале вулкана и квазистационарное распределение взвеси газопылевых вулканических выбросов в атмосфере. Модель может применяться для оценки параметров атмосферы над извергающимся вулканом, высоты пылевого столба во время квазистационарной фазы извержения, толщины слоя выпавшего на землю пепла и прочих видов воздействия вулканических извержений на окружающую среду.
Автор:  Н. А. Кудряшов, Г. С. Романов, А. Ф. Шевяков
Стр:  46-52

Функционал рецепторной чувствительности и сопряженные уравнения
Функционал рецепторной чувствительности территории к размещению объектов эмиссии может быть эффективно рассчитан с помощью математического аппарата сопряженных уравнений. Решения таких уравнений позволяют определить воздействие загрязнения в виде аэрозолей или вредной газовой примеси на окружающую среду и здоровье человека. Приведены примеры расчета функционала чувствительности на основе решения сопряженных уравнений. Сформулированы математические модели для типичных уравнений об оптимальном размещении предприятий и дана интерпретация полученных результатов.
Автор:  В. П. Решетин, Д. Регенс
Стр:  53-60

Homogeneous nucleation and the heat pipe boiling limitation
Criteria for phase change in classical heat pipes and loop heat pipes with microporous capillary structures of wicks have been formulated and developed. The criteria are based on homogeneous nucleation and cluster theory to evaluate the superheat required for phase change to occur in microchannels. The results can be employed in analyzing the limiting operational criteria and heat transfer capacity of heat pipes based on the boiling limit.
Автор:  D. Mishkinis, J. M. Ochterbeck
Стр:  61-65

Двумерная модель процессов переноса на барботажной тарелке при многокомпонентной ректификации
Представлена математическая модель процесса ректификации многокомпонентной смеси на барботажной тарелке. Процессы переноса в двухфазном газожидкостном потоке описываются с помощью двужидкостной модели с учетом особенностей взаимодействия фаз на тарелке. Приводится сравнение результатов расчета по модели с экспериментальными данными Young по ректификации смеси н-гексан-этанол-метилциклопентан-бензол на ситчатой тарелке диаметром 0.302 м.
Автор:  А. Г. Лаптев, В. А. Данилов
Стр:  66-72

Конвективный теплообмен в пузырьковом ламинарном потоке, протекающем в круглоцилиндрической трубе
Исследуется задача теплообмена между двухфазным ламинарным потоком в круглоцилиндрической трубе и ее изотермической стенкой. Получено точное аналитическое решение.
Автор:  А. П. Васильев
Стр:  73-79

Динамика и теплообмен при схлопывании пузырька с влажным паром в гидрофобной жидкости
Рассматривается процесс схлопывания парового пузырька с влажным паром в гидрофобной жидкости при наличии объемной конденсации и внешнего теплообмена. Показано, что внешний теплообмен может существенно влиять на динамику процесса и значительно демпфировать ударное повышение давления.
Автор:  А. П. Васильев
Стр:  80-88

Особенности временной формы импульсов давления оптического пробоя воздуха
Временная форма и амплитуда импульсов давления, инициированных приповерхностным лазерным пробоем воздуха при различных энергиях лазерных импульсов (1-180 мДж), сопоставлена с результатами численных газодинамических расчетов неустановившихся взрывных движений с учетом противодавления на расстояниях от области пробоя 0.2-30 см. Установлено, что экспериментальный импульс давления носит характер медленно затухающих квазипериодических колебаний, тогда как расчетный является двухполярным одиночным импульсом значительно меньшей длительности. Обнаружено хорошее согласие экспериментальных и расчетных амплитуд положительной фазы давления во всем исследованном диапазоне, тогда как согласие соответствующих амплитуд и длительностей отрицательной фазы давления носит ограниченный характер. Наблюдаемые различия экспериментальных и расчетных данных объяснены трансформацией ударно-волнового движения в акустическое излучение.
Автор:  А. Н. Чумаков, А. М. Петренко, Н. А. Босак
Стр:  89-94

Управление свойствами тонкопленочных систем с применением импульсной фотонной обработки
Разработан принципиально новый технологический процесс изготовления сверхбольших интегральных схем, не имеющий аналогов и основанный на применении быстрых термообработок для создания геттерирующих слоев, окисления кремния, отжига ионно-легированных слоев, оплавления фосфоро- и борофосфоросиликатных стекол, формирования силицидов и повышения термостабильности алюминиевой металлизации.
Автор:  В. А. Пилипенко, В. Н. Пономарь, В. А. Горушко
Стр:  95-98

Моделирование морфологии пленок алюминия до и после различных видов термообработки
Рассмотрен процесс изменения структуры пленок алюминия на кремнии при формировании металлизации интегральных микросхем в условиях как длительной, так и быстрой термообработок. Предложена аналитическая модель образования и рекристаллизации конденсируемых пленок алюминия, основанная на использовании метода Монте-Карло, описывающая изменение размера зерен и углов в тройных точках в зависимости от температуры и времени термообработки.
Автор:  В. А. Пилипенко, В. М. Молофеев, В. Н. Пономарь, А. Н. Михнюк, В. М. Борздов
Стр:  99-103

Гибридная модель термостабилизации тока стока в n-канальных моп-транзисторах
Предложена гибридная модель, позволяющая на основе комбинации аналитических приближений и моделирования электронного переноса методом Монте-Карло рассчитать влияние стокового напряжения и температуры на подвижность электронов в n-канале кремниевых МОП-транзисторов с высоколегированной подложкой в линейном режиме их работы.
Автор:  А. Д. Андреев, В. М. Борздов, А. А. Валиев, О. Г. Жевняк, Ф. Ф. Комаров
Стр:  104-106

Пористые элементы в генераторах плазмы с жидким электролитным катодом
Приведены варианты принципиальных схем и энергетические характеристики генераторов неравновесной газоразрядной плазмы атмосферного давления, рабочие поверхности катодных узлов которых выполнены из пористого неметаллического материала. В качестве электролитов использованы водопроводная вода и водные растворы различных солей и щелочей. Показано, что применение пористых элементов в катодном узле существенно расширяет возможности конструктивного исполнения генераторов плазмы с жидкими электродами, способствует значительному увеличению разрядного промежутка (до 200 мм) и позволяет повысить в тепловом балансе разряда долю теплоты, идущей на нагрев плазмы в положительном столбе.
Автор:  Х. К. Тазмеев, Б. Х. Тазмеев
Стр:  107-114

Численный анализ влияния угла атаки на турбулентное обтекание толстого профиля с вихревыми ячейками при высоких числах рейнольдса
Проведено численное исследование влияния угла атаки на турбулентное обтекание толстого профиля с вихревыми ячейками при высоких числах Рейнольдса с использованием многоблочного подхода к решению стационарных двумерных уравнений Рейнольдса, замкнутых с помощью зональной модели переноса сдвиговых напряжений Ментера.
Автор:  С. А. Исаев, П. А. Баранов, Н. А. Кудрявцев, И. А. Пышный, А. Г. Судаков
Стр:  115-124

Численное моделирование турбулентного теплообмена в камерах сгорания газотурбинных установок с помощью пакета fluent
Численно моделируются процессы горения в камере сгорания газотурбинной установки с использованием CFD пакета Fluent. Проведено детальное сравнение полученных расчетных результатов с данными стендовых испытаний.
Автор:  Д. А. Лысенко, А. А. Соломатников
Стр:  125-127

Нестационарный теплообмен в трахее легких человека
Проведены расчеты теплообмена в трахее легких человека. В отличие от других работ в этой области учтена нестационарность процессов, связанная со сменой вдохов и выдохов, переменностью расходов воздуха. Рассчитаны нестационарные изменения температуры стенок трахеи в разных случаях при дыхании в состоянии покоя.
Автор:  К. М. Арефьев, Е. Д. Федорович, А. А. Хрущенко
Стр:  128-133

Моделирование естественной термогравитационной конвекции в горизонтальных каналах с сечением нерегулярной формы
Представлены результаты численного исследования естественной термогравитационной конвекции воздуха в горизонтальных каналах с Г-образной формой сечения. В качестве математической модели используются двумерные нестационарные уравнения конвекции в приближении Буссинеска, записанные в переменных вихрь скорости-функция тока-избыточная температура. При исследовании диапазон чисел Рэлея был ограничен сверху величиной 106, что соответствует в поставленной задаче пределам применимости аппроксимации Буссинеска для воздуха. Краевая задача решалась численно методом конечных элементов Галеркина (слабая формулировка). На основании расчетов выявлены особенности полей температур и течений, проведены оценки интенсивности теплообмена.
Автор:  И. А. Ермолаев, А. И. Жбанов, В. С. Кошелев
Стр:  134-138

Выбор режима нагрева металла по минимуму расхода топлива на основе метода магистральной оптимизации
Рассматривается решение задачи минимизации расхода топлива при нагреве призмы прямоугольного сечения в печи непрерывного действия.
Автор:  В. Б. Ковалевский, В. И. Тимошпольский, В. Т. Свирид
Стр:  138-141

Тепловая математическая модель н-образного блока негерметичного приборного отсека геостационарных космических аппаратов
Разработаны динамическая тепловая математическая модель в распределенно-сосредоточенных параметрах, вычислительный алгоритм и программное обеспечение численных расчетов. Получены результаты этих расчетов по многомерным нестационарным температурным полям при функционировании приборов бортовой аппаратуры и сети нерегулируемых тепловых труб в нетрадиционном Н-образном блоке модуля служебных систем негерметичного приборного отсека перспективных долгоресурсных геостационарных космических аппаратов в условиях орбитальной эксплуатации.
Автор:  В. А. Бураков, В. В. Елизаров, Е. Н. Корчагин, В. П. Кожухов, А. С. Ткаченко, И. В. Щербакова
Стр:  142-149

Задачи теплопроводности для угловой области с внутренним источником
Получены точные решения нестационарных задач теплопроводности для неограниченной прямоугольной области и когда угол раствора равен /(2n+1), где n - любое натуральное число. Предельным переходом показано, что для прямоугольной области при действии постоянного внутреннего источника стационарный режим невозможен. Приводится точное решение стационарной задачи для угловой области с произвольным углом раствора 0. Доказано, что при наличии постоянного источника тепла стационарный режим возможен только для острого угла 0/2, для прямого или тупого углов 0/2 стационарный режим невозможен, поскольку температура неограниченно растет во внутренних точках.
Автор:  Чернышов А. Д.
Стр:  150-155

О предельной форме уравнения анизотропной теплопроводности в стержне
Рассматривается задача асимптотически обоснованного сведения трехмерного по координатам уравнения, описывающего процесс распространения тепла в анизотропном материале, к одномерному уравнению. В качестве области теплопередачи взят цилиндрический стержень произвольного поперечного сечения. Предполагается, что матрица коэффициентов температуропроводности зависит от пространственных координат. В построенном эквивалентном уравнении теплопроводности представлен некий эффективный коэффициент температуропроводности и получены формулы для его расчета. Рассмотрены примеры расчета.
Автор:  А. И. Мошинский
Стр:  156-163

Применение фрактального подхода к определению коэффициента пуассона полимерных систем
В рамках объединения классической теории упругости с представлениями о масштабной инвариантности структуры полимеров найдена зависимость коэффициента Пуассона от размерности фрактального кластера. Показано, что коэффициент Пуассона полимеров связан с величиной относительной деформации. Определена область допустимых значений фрактальной размерности материалов для случаев одноосного растяжения и сжатия.
Автор:  В. А. Сидлецкий, Б. Б. Колупаев
Стр:  164-167

Статистическая теория трения при взаимодействии нанозонда с поверхностью твердого тела
Рассматривается статистическая теория трения между зондом атомно-силового микроскопа и атомарно-гладкой поверхностью твердого тела. На основе проведенных расчетов сделан вывод о фрактальности процесса трения в наноконтактах. Показано, что для анализа процессов взаимодействия в наноконтактах может быть применен формализм дробного интегродифференцирования.
Автор:  С. Ш. Рехвиашвили
Стр:  168-170

Анализ неопределенностей при динамических теплофизических измерениях
Излагается методика анализа зависимости неопределенности результатов применительно к теплофизическому эксперименту. Исследуется зависимость неопределенности результата от количества, неопределенности, места и момента взятия экспериментальных выборок при изменении температуры исследуемого образца. Дается сравнительный анализ нескольких подходов к решению этой задачи.
Автор:  Е. В. Чернухо
Стр:  171

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ