Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

04.11 Излучение источников, импеданс, картины полей

 

Иосилевский И.Л., Лущик В.Г., Решмин А.И. «Ядерные энергоустановки с циркулирующим топливом на основе гексафторида урана: результаты исследований гидродинамики и теплообмена, приложения, проблемы и перспективы (обзор)» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 113-135 (2018)

Памяти Анатолия Абрамовича Павельева/ Предложения о разработках реакторных систем, в которых в качестве ядерного топлива используется UF6, были выдвинуты в СССР и США еще в 1950-х годах, а начиная с 1970-х реакторы с UF6 стали рассматриваться в качестве источников энергии для космических ядерных энергоустановок (ЯЭУ). Применение UF6, циркулирующего в замкнутом контуре ЯЭУ, позволяет реализовать потенциальные преимущества проточной схемы, обусловленные подвижностью газообразного топлива, по сравнению с существующими ЯЭУ с твердой активной зоной. При различных схемах установок, компоновочных решениях реактора и специальной организации течения в тепловыделяющих элементах (твэл) может быть охвачен диапазон мощности от сотен кВт до десятков МВт. В качестве областей применения энергоустановок с циркулирующим UF6 могут, в частности, рассматриваться: космические ЯЭУ широкого диапазона мощности для электрических и плазменных ракетных двигателей при осуществлении пилотируемого полета на Марс; реактора-лазера с прямой накачкой газовых лазерных смесей осколками деления; наземные атомные электростанции нового поколения с высокими характеристиками по топливному циклу и безопасности. На основании анализа полученных к концу 1990-х гг. в СССР и США результатов исследований, представленных в настоящем обзоре, можно сделать вывод, что с точки зрения физики рабочих процессов и конструкционных материалов, стойких в среде UF6, не существует непреодолимых препятствий для создания ЯЭУ с циркулирующим UF6. Сформулирован перечень проблем, решение которых может способствовать дальнейшему развитию этого направления в случае его реализации. В разд. 1 дано описание схем твэлов и приведено экспериментальное обоснование схем организации течения в твэлах. В разд. 2 представлено расчетное и экспериментальное обеспечение разработок, включающее расчет процессов гидродинамики и тепломассообмена, теплофизические и переносные свойства гексафторида урана, особенности гексафторида урана как рабочего тела и воздействие гексафторида урана на конструкционные материалы. В разд. 3 приведен обзор проектов космических энергоустановок замкнутого и открытого типа в широком диапазоне мощностей. В разд. 4 представлено одно из перспективных направлений в области использования ядерной энергии – создание реактора-лазера. В разд. 5 рассмотрены наземные установки, в качестве которых, кроме электростанций, представляют интерес: транспортные энергоустановки; высокотемпературные технологические системы, в частности для производства водорода; установки для получения высоких нейтронных потоков и ряд других. В разд. 6 приведены соображения о проведении стендовых реакторных экспериментов с циркулирующим гексафторидом урана в активной зоне реактора, критичность которого полностью обеспечивается газообразным UF6, которые явились бы завершающим этапом утверждения нового типа источника энергии как в космосе, так и в наземных условиях. В разд. 7 проведен анализ известных публикаций о состоянии исследований в США, которые позволяют предположить, что в США планомерно проводилась обширная программа исследований по использованию ядерных реакторов с циркулирующим UF6 в космической и наземной энергетике, а также применительно к реакторам-лазерам. В разд. 8 перечислен ряд проблем, которые необходимо решить при создании энергетических установок с циркулирующим гексафторидом урана и выполнить большой объем научно-исследовательских работ. Работы по определению облика энергоустановок с циркулирующим UF6 и гидродинамическим процессам в них велись в Центре Келдыша (до 1976 г. – НИИТП) под руководством Анатолия Абрамовича Павельева, автора многих идей в области гидродинамической устойчивости и турбулентности, которые были реализованы в экспериментальных устройствах и методах расчета. В память о его неоценимом вкладе в это направление исследований авторы посвящают ему настоящий обзор.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 113-135 (2018) | Рубрики: 03 04.11

 

Болдырев Ю.Я. «Вариационная задача Рэлея теории газовой смазки. Малые числа сжимаемости» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 23-31 (2018)

Рассматривается двумерная вариационная задача для подшипника скольжения с газовой смазкой. Поле давления в газовом слое описывается линейным уравнением Рейнольдса, отвечающим малым числам сжимаемости. Краевыми условиями служат условия равенства избыточного давления нулю на границах области. В качестве функционала вариационной задачи выступает величина подъемной силы. Проводится качественный анализ системы необходимых условий экстремума, на основе которого построена вычислительная процедура. Настоящая работа принципиально развивает и дополняет результаты автора на со- временном уровне теоретических и вычислительных возможностей.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 23-31 (2018) | Рубрики: 04.01 04.11

 

Нестеров А.А., Панич А.Е., Панич Е.А. «Низкотемпературные технологии материалов на основе фаз системы ЦТС» Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 157-160 (2016)

Для устранения недостатков традиционного, высокотемпературного метода синтеза порошков фаз системы ЦТС, основанного на методе твёрдофазных реакций (МТФР), предложен низкотемпературный метод структурного подобия (МСП). Показано, что его использование позволяет решать проблемы, связанных с нарушением состава порошков синтезируемых фаз, а также с воспроизводимостью электрофизических свойств пьезокерамических и пьезокомпозиционных материалов, изготавливаемых на основе. Обсуждены варианты МСП, а также формирования керамических и композиционных пьезоматериалов из ультрадисперсных порошков фаз системы ЦТС.

Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 157-160 (2016) | Рубрики: 04.11 04.14

 

Нестеров А.А., Панич Е.А., Васильев И.В. «Новые способы изготовления активных материалов для систем управления и контроля» Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 163-166 (2016)

Фазы системы ВаTiO3–SrTiO3 находят широкое применение в LTCC – технологиях. В представленной работе эти фазы (в виде нано- и ультрадисперсных порошков) были изготовлены двумя вариантами метода «химической сборки» (МХС). Основой МХС являются сорбционные процессы, в которых, в качестве сорбентов, используются полимеры (матрицы). В данном случае в качестве матриц применялись полимерные формы комплексов титана, основной каркас которых (по строению) аналогичен подрешётке (В) целевой фазы. В связи с этим, преобразование аморфных фаз формирующихся в процессе сорбции), в целевые продукты реакции характеризуется низкой энергии активации процесса, что его снижает температуру (по сравнению с методом твёрдофазных реакций (МТФР)) в среднем на 600 К, при сокращении времени процесса в 3–5 раз.

Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 163-166 (2016) | Рубрики: 04.11 04.14

 

Нестеров А.А., Панич Е.А., Чеченев Д.Д. «Способы совершенствования технологий керамических объемночувствительных пьезоматериалов на основе фаз системы ЦТС» Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 167-170 (2016)

Предложен низкотемпературный метод синтеза ультрадисперсных порошков титаната свинца и фаз твёрдых растворов на его основе. Предварительно, принципиальная возможность применения титанатов и полититанатов натрия и калия, а также аналогичных соединений циркония, при синтезе порошков базовых фаз была обоснована с помощью термодинамических расчётов. Экспериментально установлено, что использования нового метода позволяет снизить температуру и продолжительность процесса синтеза и спекания по сравнению с традиционными технологиями, основанными на МТФР, а также изготавливать из ультрадисперсных порошки полученных фаз, образцы анизотропной пьезокерамики со значениями dv выше 90 пК/Н, при значении εТ33о=120–150.

Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 167-170 (2016) | Рубрики: 04.11 04.14

 

Нагаенко А.В., Нестеров А.А., Панич А.Е. «Управление электрофизическими параметрами пьезокерамики путем создания многокомпонентных керамических материалов» Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 170-173 (2016)

Пьезокерамика на основе фаз системы (1-х)PbTiO3-xPbZrO3 является основой большинства высокоэффективных пьезокерамических материалов. Электрофизические (ЭФП) и механические (МП) свойства этих материалов можно изменять в широких пределах путем изменения состава. Однако в настоящее время возможности такого подхода практически исчерпаны. В связи с этим нами предлагается новый способ повышения ЭФП и МП разрабатываемых материалов, путём оптимизации мезо-, микроструктуры и фазового состава пьезокерамики и пьезокомпозитов.

Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 170-173 (2016) | Рубрики: 04.11 04.14

 

Марков Е.С., Тоисев В.Н., Старобинец И.М. «Магнетронное нанесение медных токопроводящих покрытий (электродов) на поверхность пьезоплёнок из сополимера ВДФ/ТрФЭ» Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 174-175 (2016)

Рассматривается технология напыления медных электродов на поверхность поляризованной и ориентированной пленки из сополимера ПВДФ/ТрФЭ на установке вакуумного напыления «Булат-6», модернизированной для нанесения покрытий методом магнетронного испарения металлов.

Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 174-175 (2016) | Рубрики: 04.11 04.14

 

Попов И.Н. «Обеспечение стабильного электрического контакта при склейке пьезокерамических преобразователей в серийном производстве. способы обеспечения контакта и контроля его качества» Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 178-179 (2016)

Рассматриваются вопросы обеспечения электрического контакта при склейке пьезокерамических преобразователей. Освещаются проблемы, с которыми сталкивается производственные подразделения при склейке пьезокерамических преобразователей на примере АО «Водтрансприбор».

Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 178-179 (2016) | Рубрики: 04.11 04.14

 

Щетинина М.Г., Пантелеева О.В. «Исследование возможности применения пьезокомпозитов связности 1-3 для антенн шумопеленгования» Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 285-289 (2016)

Рассматриваются вопросы применения пьезокомпозитов связности 1-3 в электроакустических преобразователях для антенн шумопеленгования и требования к их электроакустическим параметрам. Показана вариативность построения пьезокомпозитов связности 1-3, достоинства и недостатки некоторых комбинаций их свойств, а также перспективность развития этого направления для гидроакустики

Сборник докладов Первой научно-технической конференции молодых специалистов интегрированной структуры АО Концерн "Океанприбор". "Исток-2016". Туапсе, 18–25 сент. 2016 г., с. 285-289 (2016) | Рубрики: 04.11 04.14

 

Акиньшин Р.В., Юдин М.А., Копьев В.Ф., Чернышев С.А. «Базисные деформации в задаче о возмущении стационарного движения тонкого изохронного вихревого кольца в невязкой, несжимаемой жидкости» Акустика среды обитания. Сборник трудов Второй Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2017). Москва, 19 мая 2017 г., с. 25-33 (2017)

Акустика среды обитания. Сборник трудов Второй Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2017). Москва, 19 мая 2017 г., с. 25-33 (2017) | Рубрика: 04.11

 

Воронцов В.И., Бычков О.П. «Численное моделирование монопольного источника звука с помощью трехмерной программной реализации схемы "Кабаре"» Акустика среды обитания. Сборник трудов Второй Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2017). Москва, 19 мая 2017 г., с. 50-57 (2017)

Акустика среды обитания. Сборник трудов Второй Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2017). Москва, 19 мая 2017 г., с. 50-57 (2017) | Рубрика: 04.11

 

Дубская Н.А., Тупов В.В. «Расчет импеданса излучения шума концевым отверстием выпускной системы ДВС» Акустика среды обитания. Сборник трудов Второй Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2017). Москва, 19 мая 2017 г., с. 65-68 (2017)

Показана связь импеданса излучения звука концевым отверстием выпускного тракта ДВС с акустической мощностью шума, излучаемого этим отверстием в окружающую среду без глушителя шума и с глушителем. Приведена зависимость для расчета акустической эффективности глушителя шума при его проектировании с использованием импеданса излучения. Показаны соотношения, позволяющие вычислить аэроакустический импеданс излучения через аэроакустический коэффициент отражения плоских звуковых волн от концевого отверстия канала без фланца при наличии газового потока. Рассмотрены известные расчетные зависимости для определения модуля коэффициента отражения от концевого отверстия канала без фланца и его концевой коррекции, приведены результаты оценки погрешности значений этих величин при расчете по этим формулам. Даны рекомендации по использованию более точных расчетных зависимостей при проектировании глушителей шума ДВС

Акустика среды обитания. Сборник трудов Второй Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2017). Москва, 19 мая 2017 г., с. 65-68 (2017) | Рубрики: 04.11 10.06

 

Бомбизов А.А., Петров А.Б., Лощилов А.Г. «Исследование электромагнитного и акустического излучения беспилотных летательных аппаратов в области низких частот» Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, 21, № 1, с. 57-61 (2018)

Анализируется проблема достоверного и заблаговременного обнаружения малозаметных беспилотных летательных аппаратов, осуществляющих несанкционированный доступ к охраняемым объектам. Рассматривается направление, использующее только наблюдение за собственным электромагнитным излучением летательных аппаратов. В частности, выполнены регистрация и сравнение в частотной области собственного электромагнитного и акустического излучения. Определена связь спектральных характеристик сигнала с частотой вращения двигателей.

Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, 21, № 1, с. 57-61 (2018) | Рубрики: 04.11 08.14

 

Степаненко Д.А., Емельянова А.С., Плескач М.А., Солодкая Н.В. «Исследование характеристик составных кольцевых концентраторов ультразвуковых колебаний с помощью метода передаточных матриц» Техническая акустика, 18, № 1, http://www.ejta.org/ru/stepanenko2 (2018)

Рассмотрено применение метода передаточных матриц для решения задач расчета и проектирования составных кольцевых концентраторов ультразвуковых колебаний. На основе численного примера показано, что существует два типа собственных форм колебаний концентратора: 1) собственные формы со знакопеременной амплитудой радиальных колебательных смещений; 2) собственные формы со знакопостоянной амплитудой радиальных колебательных смещений. При этом усиление колебаний по амплитуде обеспечивается только собственными формами второго типа. По сравнению с методикой, основанной на решении дифференциальных уравнений колебаний, метод передаточных матриц является более эффективным с инженерной точки зрения, так как не требует от расчетчика знаний в области теории дифференциальных уравнений.

Техническая акустика, 18, № 1, http://www.ejta.org/ru/stepanenko2 (2018) | Рубрика: 04.11

 

Гаврилов А.М., Севастьянов Н.Д. «Опыт создания и результаты исследования тепловой автогенерации звука на основе трубы Рийке» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 2, с. 193-206 (2018)

Целью работы является создание действующего образца трубы Рийке и исследование на его основе тепловой автогенерации звуковых волн. Рассмотрены исторические аспекты, основные этапы открытия и изучения разных проявлений необычного физического явления, находящегося на стыке термодинамики и акустики, отмечена актуальность дальнейших исследований, обсуждаются особенности проявления и возможного практического использования термоакустической генерации. Рассмотрены теоретические аспекты возникновения и существования акустических колебаний в открытой вертикально расположенной трубе. Показано, что столб воздуха в трубе может совершать одно или несколько собственных колебаний, представляющих собой стоячие волны, ограниченные концами трубы, на длине которой укладывается целое число полуволн. Причиной возбуждения колебаний может послужить любой внешний звук или движение воздуха в трубе, наибольшей амплитудой обладает основное собственное колебание. На концах трубы расположены узлы приращений давления стоячей звуковой волны, пучности колебательного смещения и скорости частиц воздуха. Незатухающие колебания обусловлены непрерывным притоком энергии от нагревателя, расположенного внутри нижней части трубы. Роль нагревателя не сводится лишь к созданию тяги, – поступательного движения воздуха вверх по трубе. Благодаря нагревателю внутри трубы Рийке возникает положительная акустическая обратная связь. В состав автоколебательной системы входят источник энергии (нагреватель), колебательная система (столб воздуха в трубе), задающая частоту колебаний и звено положительной обратной связи, обеспечивающее периодическое в нужные моменты времени поступление энергии от нагревателя в колебательную систему для компенсации потерь энергии колебаний из-за трения, излучения и др. Экспериментально проверены известные теоретические модели. Исследованы зависимости тепловой мощности, приводящей к генерации звука, от расположения нагревателя и частоты звука от длины трубы. Экспериментально изучено влияние бокового отверстия на срыв генерации. Полученные результаты представляют интерес для понимания особенностей возникновения и практического использования эффекта Рийке.

Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 2, с. 193-206 (2018) | Рубрики: 04.11 06.18

 

Павельева Е.Б., Савин А.С. «Установление волн от пульсирующего источника в жидкости конечной глубины» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 12-22 (2018)

Получено корректное решение плоской задачи Л.Н. Сретенского о пульсирующем источнике в слое жидкости конечной глубины. Это решение найдено с помощью обобщенных функций как предел в бесконечном будущем волнового режима, вызываемого источником, который в некоторый момент времени начинает совершать пульсации в изначально неподвижной жидкости.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 12-22 (2018) | Рубрика: 04.11

 

Липатов И.И., Туен Н.К. «Распространение возмущений в пограничном слое в условиях слабого гиперзвукового взаимодействия» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 90-94 (2018)

Исследованы процессы распространения возмущений в ламинарных пограничных слоях при больших скоростях внешнего потока. Впервые получено интегральное соотношение, определяющее скорость распространения возмущений для режима слабого гиперзвукового взаимодействия.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 90-94 (2018) | Рубрики: 04.11 05.02

 

Шарфарец Б.П. «Применение системы уравнений электрогидродинамики для математического моделирования нового способа электроакустического преобразования» Научное приборостроение, 28, № 4, с. 127-134 (2018)

Проведен анализ системы уравнений электрогидродинамики (ЭГД) в контексте описания физических процессов, протекающих при возбуждении акустической энергии в электроакустическом преобразователе нового типа. Выявлено, что при реализации устройства преобразователя необходимо придерживаться ряда ограничений и рекомендаций. Во избежание возбуждения кратных частот необходимо прикладывать однородное электрическое поле, жидкая среда также должна быть однородной и без примесей. Рабочая жидкость в преобразователе должна обладать малой удельной проводимостью, в противном случае происходит ее перегрев, возникают другие паразитные явления. Для повышения уровня прикладываемого электрического поля необходимо повышать электрическую прочность рабочей жидкости. Использование математического моделирования при помощи системы ЭГД-уравнений позволит оптимизировать устройство электроакустического преобразователя нового типа.

Научное приборостроение, 28, № 4, с. 127-134 (2018) | Рубрика: 04.11

 

Лексовский А.М., Исаев С.Н., Баскин Б.Л. «Некоторые аспекты поврежденности роторной Cr–Mo–V стали вследствие сверхдлительной эксплуатации по данным акустической эмиссии» Журнал технической физики, 88, № 12, с. 1880-1884 (2018)

Показано, что накопленные повреждения в исследованной роторной стали после более чем двадцатилетней эксплуатации в условиях ползучести при высоких температурах отражаются на изменении параметров акустической эмиссии (АЭ) по сравнению с исходным структурным состоянием. При статическом деформировании наблюдается образование кластеров АЭ активности в областях размером 102–104 mum, провоцирующих по механизму сдвига аналогичный процесс в соседней области с большим эффективным модулем упругости. То есть имеет место АЭ проявление кластеров пластической деформации.

Журнал технической физики, 88, № 12, с. 1880-1884 (2018) | Рубрики: 04.11 04.14

 

Дергач П.А., Тубанов Ц.А., Юшин В.И., Дучков А.А. «Особенности программной реализации алгоритмов низкочастотной деконволюции» Сейсмические приборы, 54, № 3, с. 22-34 (2018)

Метод низкочастотной деконволюции позволяет преобразовывать цифровые записи электродинамических сейсмометров в записи виртуальных датчиков аналогичного типа, но имеющих более низкую собственную частоту. Для выполнения процедуры необходимо знать лишь параметры датчика, которые можно найти в его техническом описании или получить посредством калибровки. Реализация деконволюции во временной области требует внимания при выборе метода численного интегрирования, так как использование простейших методов приводит к искажению сигнала. Это особенно заметно, когда значение частоты дискретизации исходной записи близко к собственной частоте геофона. Представлен универсальный подход – реализация алгоритма низкочастотной деконволюции в частотной области. Тестирование показало хорошую точность как на синтетических тестах, так и на реальных сейсмологических записях, на которых было наглядно продемонстрировано восстановление низкочастотной составляющей сигнала сейсморазведочного геофона. Полученные результаты прежде всего актуальны для задач, в которых используется низкая частота дискретизации записи и предъявляются высокие требования к метрологическим характеристикам регистрирующей аппаратуры (например, мониторинг локальной и региональной сейсмичности).

Сейсмические приборы, 54, № 3, с. 22-34 (2018) | Рубрика: 04.11