Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

06.18 Термоакустика, высокотемпературная акустика, фотоакустический эффект

 

Ковалев В.А., Радаев Ю.Н. Волновые задачи теории поля и термомеханика (2010). 330 с.

В монографии изложены физические основы и математический аппарат современной волновой термомеханики сплошных сред. Выбор теории поля в качестве единственного источника вывода соотношений волновой термомеханики диктуется тем обстоятельством, что большинство разделов физики и механики к настоящему времени уже приведены в соответствие с принципами теории поля и в значительной степени опираются на ее формализм. В книгу поэтому включены основные понятия, определения и принципы теории поля в 4-мерном искривленном пространстве-времени. В ней также развивается полевой формализм Лагранжа, связанный с принципом наименьшего действия и возможностью вариационного описания поля с помощью указанного принципа. Теория поля применяется в качестве альтернативного подхода к математическому моделированию процесса теплопроводности в твердых телах с помощью дифференциальных уравнений гиперболического типа, обеспечивающих конечную скорость переноса тепла и возможность распространения незатухающих тепловых волн "второго звука" в твердых телах. Методами волн. термоупругости изучаются особенности распространения гармонических термоупругих волн произвольного азимутального порядка вдоль длинного цилиндрического волновода, боковая поверхность которого непроницаема для тепла. Исследование реализовано в трех термодинамически корректных вариантах: GNI/CTE, GNII, GNIII. Значительное внимание уделяется вычислительному аспекту и особенно тепловым волнам со вторыми, третьими и более высокими азимутальными числами. Для специалистов в области математич. физики, математики и механики, а также студентов, аспирантов и научных работников, интересующихся приложениями математич. физики и теории поля в термомеханике.

Волновые задачи теории поля и термомеханика (2010). 330 с. | Рубрики: 02 06.18

 

Анисимкин В.И., Земляницин А.С., Кузнецова А.С., Осипенко В.А. «Селективное измерение температуры жидкостей с помощью акустических волн ультразвукового диапазона» Нелинейный мир, 17, № 1, с. 13-17 (2019)

Разработаны макеты датчиков для селективного измерения температуры жидких проб объемом примерно 100 мкл, основанные на акустических волнах, распространяющихся в слоистой структуре пленка ZnO/подложка Si и объемных акустических волнах, возбужденных в стержнях плавленого кварца и кремния. Показано, что селективность макетов достигается полным исключением физического контакта зондирующих волн с тестируемой жидкостью, которая наносится на звукопровод вне траектории акустического пучка. Проведено испытание макетов в диапазоне от –20 до +60°С с последующим их сравнением. Установлено, что точность первого макета составила ±0,03°C, второго – ±0,015°C для плавленого кварца и ±0,06°C для кремния.

Нелинейный мир, 17, № 1, с. 13-17 (2019) | Рубрики: 04.14 06.18

 

Замзари Ф., Мехрез З., Кафси А.Э. «Интенсификация теплообмена в пульсирующем течении внутри открытой полости под действием равномерного магнитного поля» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 138-149 (2019)

Численно исследовано влияние внешнего магнитного поля на пульсирующий поток, протекающий внутри открытой полости в горизонтальном канале. Полость подвергается равномерному нагреву со стороны нижней стенки. Уравнения энергии и Навье–Стокса решаются методом конечных объемов. На входе в канал пульсации задаются путем добавления синусоидальной составляющей к постоянному значению скорости. Исследования проведены в диапазонах чисел Струхаля 0≤St≤1, Ричардсона 0.25≤Ri≤1 и Гартмана 0≤Ha≤50 при различных значениях отношения длины к высоте полости L/H=1, 1.5 и 2 и амплитуде пульсаций A=0.1. Представлены различные характеристики течения в виде изотерм и линий тока, а также средние и нормализованные числа Нуссельта. Полученные результаты показывают, что влияние внешнего магнитного поля на распределение температуры, поле течения, режим и интенсификацию теплообмена зависит от числа Гартмана. Влияние пульсаций на интенсификацию теплообмена хорошо коррелирует с интенсивностью магнитного поля, числом Ричардсона и геометрией полости.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 138-149 (2019) | Рубрики: 06.16 06.18

 

Винокуров Д.К. «Особенности компьютерного моделирования лучистого теплообмена космических аппаратов в зеркально-диффузном приближении» Математическое моделирование, 31, № 2, с. 48-62 (2019)

Рассмотрены особенности компьютерного моделирования лучистого теплообмена космических аппаратов в зеркально-диффузном приближении характера отражения поверхностей по алгоритмам, реализующим непосредственный расчет разрешающих угловых коэффициентов методом Монте-Карло, и по алгоритму автора, реализующему расчёт через определение полуразрешающих угловых коэффициентов поглощённого излучения. Показано влияние способа аппроксимации поверхностей геометрической модели и расчётного алгоритма на результаты расчёта потоков и температур.

Математическое моделирование, 31, № 2, с. 48-62 (2019) | Рубрики: 06.18 10.06 17

 

Желнин М.С., Плехов О.А., Левин Л.Ю. «Моделирование температурного отклика системы чугун–бетон при активном тепловом неразрушающем контроле» Математическое моделирование, 31, № 3, с. 23-40 (2019)

Статья посвящена математическому моделированию теплофизического эксперимента диагностики затюбингового пространства вертикальной тюбинговой крепи методом синхронной оптической термографии. Представлена постановка и численное решение двумерной краевой задачи нестационарного теплообмена, включающего в себя перенос тепла за счет теплопроводности, естественной конвекции и излучения. Обнаружение дефекта в затюбинговом пространстве осуществляется на основе анализа распределений фазовых характеристик колебаний температуры на доступной для наблюдений границе тюбинга, вычисленных методом цифровой синхронной корреляции. С целью оптимизации процесса активного теплового неразрушающего контроля проведено исследование влияния частоты нагрева, продолжительности нагрева и шума на распределение фазовых характеристик. Для математической обработки зашумленных данных предложен алгоритм, основанный на использовании эталонного распределения температуры на границе тюбинга с бездефектным затюбинговым пространством и включающий в себя фильтр Калмана, процедуру сглаживания Rauch–Tung–Striebel и метод сглаживающих сплайнов с критериальным выбором параметра сглаживания. Эффективность представленного подхода иллюстрируется результатами вычислительных экспериментов.

Математическое моделирование, 31, № 3, с. 23-40 (2019) | Рубрика: 06.18

 

Курбатова Г.И., Ермолаева Н.Н., Никитчук Б.Я. «Модели оледенения и оттаивания внешней поверхности морского газопровода в северных морях» Математическое моделирование, 31, № 5, с. 319 (2019)

Представлены модели оледенения и оттаивания внешней поверхности морского газопровода в северных морях. В модели оледенения предложена модификация условия Стефана, позволяющая учесть особенность нарастания льда в соленой воде. Приведены алгоритм численного решения нестационарной задачи оледенения (оттаивания) многослойной цилиндрической области методом явного выделения фронта и результаты расчета вариантов этих задач, представляющих практический интерес. Получены качественные оценки допустимости перехода к квазистационарному варианту модели оледенения (оттаивания) многослойных областей, приведено количественное условие допустимости квазистационарного приближения в расчетах оледенения (оттаивания) многослойной области. Эти оценки имеют большое значение при создании эффективных вычислительных алгоритмов расчета неустановившихся режимов транспортировки газа по морским газопроводам. Для задач оттаивания поверхности морского газопровода приведено уравнение, позволяющее найти минимальную толщину слоя льда в исследуемых условиях.

Математическое моделирование, 31, № 5, с. 319 (2019) | Рубрики: 06.18 06.20 10.06

 

Левтеров А.А. «Акустический метод исследования горения легковоспламеняющихся веществ» Акустический журнал, 65, № 4, с. 533-539 (2019)

С использованием эффекта акустической эмиссии рассматриваются акустические излучения, сопровождающие горение легковоспламеняющихся веществ (спиртов, ацетона, сырой нефти и нефтепродуктов) и приводятся экспериментальные и расчетные результаты исследований. Сформирована совокупность временных рядов и пиковых амплитудно-частотных характеристик, характеризующих акустические сигналы, генерируемые указанными горящими веществами. Количество фиксируемых через каждые 22 микросекунды отсчетов выборки находится в пределах от 1.5·106 до 9.7·106. С помощью фрактального R/S анализа временных рядов показана принципиальная возможность идентификации (распознавания) природы горящего вещества. Установлена зависимость показателя Херста H от природы вещества и получены его числовые значения.

Акустический журнал, 65, № 4, с. 533-539 (2019) | Рубрика: 06.18