Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. 2021. 501, № 1

 

Голубев Ю.Ф., Грушевский А.В., Корянов В.В., Тучин А.Г., Тучин Д.А. «Обобщение формулы Резерфорда для синтеза цепочек гравитационных маневров» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 5-7 (2021)

Формула Резерфорда для рассеивания заряженных α-частиц в кулоновском поле может быть легко обобщена на случай гравитационного рассеивания. Одним из типов гравитационного рассеивания в Солнечной системе являются гравитационные маневры космических аппаратов. В работе для них по аналогии вводится эффективное гравитационное сечение рассеивания и выписывается обобщенная формула Резерфорда для гравитационного рассеивания при совершении гравитационного маневра. Показано, что с ее использованием можно существенно повысить эффективность рекуррентной процедуры поиска баллистических сценариев межпланетных перелетов.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 5-7 (2021) | Рубрика: 18

 

Дмитриев С.В., Ильгамов М.А. «Радиальная реакция углеродной нанотрубки на динамическое давление» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 8-13 (2021)

Рассматривается радиальная динамика однослойной углеродной нанотрубки при динамическом сжатии в линейной постановке. Применяется уравнение изгибной деформации тонкостенной цилиндрической оболочки (кругового кольца), основанное на гипотезах Кирхгоффа. Привлекается эффективный параметр, полученный сравнением собственных частот в рамках молекулярной динамики и теории упругих оболочек. Прикладываемое внешнее давление изменяется ступенчато и далее остается постоянным в пределах рассматриваемого времени. В зависимости от отношения этого давления к критическому значению статического давления изучаются режимы колебательного движения и экспоненциального возрастания прогиба. Эти величины представляются также через число атомов углерода, образующих круговое кольцо.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 8-13 (2021) | Рубрика: 17

 

Першин С.М., Собисевич А.Л., Гришин М.Я., Завозин В.А., Макаров В.С., Леднёв В.Н., Фёдоров А.Н., Мясников А.В., Артёмова Д.Г. «Разнонаправленная модуляция сезонного сжатия коры земли и сигнала аэрозольного лидара в тоннеле над очагом вулкана Эльбрус» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 14-18 (2021)

В августе–октябре 2019 г. в тоннелях Баксанской нейтринной обсерватории над очагом вулкана Эльбрус было проведено зондирование аэрозольного рассеяния и деформации коры Земли. Обнаружена разнонаправленная модуляция сезонного сжатия коры с кратным превышением средней скорости (∼4 мкм/сут) и сменой знака снижения лидарного сигнала рассеяния на аэрозолях на аномальный рост в “горячем” тоннеле. Установлено, что модуляция индуцирована быстрым охлаждением внешней атмосферы. Измерены задержки ускоренного сжатия плеча деформографа (до 14 мкм/сут) и начала роста лидарного сигнала рассеяния относительно начала снижения температуры (∼2 и ∼7 сут соответственно). Механизм обнаруженных явлений обсуждается.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 14-18 (2021) | Рубрика: 18

 

Чернышев С.Л., Локтионов Е.Ю., Сагалаков А.Э., Скворцов В.В., Филатьев А.С., Успенский А.А. «О перспективах инфракрасных лазеров в воздушных электрореактивных двигателях» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 19-22 (2021)

Приведены результаты исследований применения твердотельных лазеров, работающих в инфракрасном диапазоне, в сочетании со специальными мишенями для получения первичных электронов в камерах ионизации плазменно-ионных двигателей. Такие двигатели, оснащенные свободномолекулярными воздухозаборниками для использования газов окружающей атмосферы в качестве рабочего тела, образуют воздушные электрореактивные двигатели, высокоэффективные для длительного поддержания космических аппаратов на сверхнизких орбитах, дающих значительные преимущества в дистанционном зондировании Земли и телекоммуникации. Показано, что предложенный способ эмиссии электронов может являться альтернативой применяемым сегодня катодам, нагреваемым током, для существенного увеличения срока их активного существования.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 19-22 (2021) | Рубрика: 17

 

Баженов В.Г., Казаков Д.А., Нагорных Е.В., Осетров Д.Л., Рябов А.А. «Моделирование поведения упругопластических стержней при растяжении-кручении и построение их диаграмм деформирования до разрыва с учетом вида напряженно-деформированного состояния» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 23-28 (2021)

В научной литературе нет четкого вывода о достоверности “гипотезы единой кривой” при больших деформациях из-за сложностей экспериментального анализа неоднородного напряженно-деформированного состояния (НДС). Авторами разработан экспериментально-расчетный метод, в котором интегральные характеристики (обобщенные силы и перемещения) процесса деформирования определяются экспериментально, а изменения неоднородного НДС – численно. Метод позволил установить существенную зависимость диаграмм деформирования при растяжении и кручении от вида напряженного состояния для сталей 09Г2С, 10ХСНД и 10Г2ФБЮ при умеренных и больших деформациях и заметно уточнить результаты численного моделирования процессов упругопластического деформирования стержней при комбинированных нагружениях растяжением-кручением. Предложенный быстросходящийся алгоритм применим для построения диаграмм деформирования и при других видах квазистатического и динамического нагружения: сжатии, пенетрировании, изгибе и др.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 23-28 (2021) | Рубрики: 04.14 04.15

 

Богданов А.Н. «К математическому моделированию взаимодействующего трансзвукового пограничного слоя с нелинейным профилем невозмущенной скорости» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 29-32 (2021)

С использованием “трехпалубной” модели исследуется неклассический пограничный слой над твердой плоской пластиной при нестационарном свободном вязко-невязком взаимодействии на трансзвуковых скоростях. Особенностью настоящего исследования является выбор квадратичной зависимости продольной составляющей невозмущенной скорости в пограничном слое от поперечной координаты и непостоянство градиента давления. Показано качественное отличие картины течения в рассмотренном случае от случая линейного профиля скорости в пограничном слое.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 29-32 (2021) | Рубрики: 04.01 08.10 08.15

 

Буданов В.М. «Применение метода неопределенных частот для анализа двухпланетной задачи» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 33-37 (2021)

Рассматривается задача о движении вокруг массивного центрального тела (звезды) двух других тел (планет) со сравнимыми массами, которые существенно меньше массы центрального тела. Предполагается, что движение планет происходит в одной плоскости по орбитам, близким к круговым. Движение планет строится непосредственно в полярных координатах с применением метода неопределенных частот, предложенного автором, и являющегося модификацией метода последовательных приближений. Получено первое приближение, представляющее собой для каждой планеты сумму равномерного кругового движения и малых квазипериодических добавок. Последние представляют собой сумму периодических компонент, периоды которых равны периодам круговых движений обоих тел, а также их суммам и разностям. При этом периоды круговых движений изменяются по сравнению с тем, что дает третий закон Кеплера: период внутренней планеты увеличивается, а внешней – уменьшается. Второй особенностью построенного приближенного решения является отсутствие вековых возмущений.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 33-37 (2021) | Рубрика: 18

 

Вараксин А.Ю., Васильев Н.В., Вавилов С.Н. «О механизме левитации капель при обтекании тел газокапельными потоками» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 38-41 (2021)

С использованием высокоскоростной видеосъемки впервые обнаружен эффект появления капель с околонулевыми скоростями при обтекании тел газокапельными потоками. Образование левитирующих капель происходило вследствие слияния падающих и отраженных от модели капель. Высказано предположение, что основным механизмом появления капель с околонулевыми скоростями является обмен импульсом в результате столкновения капель, имеющих противоположные по направлению и близкие по величине значения скорости. Обнаружен эффект увеличения размера крупных левитирующих капель из-за слияния с ними падающих капель вследствие многократных соударений.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 38-41 (2021) | Рубрика: 08.15

 

Журавлева Е.Н., Зубарев Н.М., Зубарева О.В., Карабут Е.А. «Точные решения задачи о динамике жидкости со свободной поверхностью, помещенной между двумя сближающимися вертикальными стенками» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 42-47 (2021)

Представлены точные решения классической задачи о плоском нестационарном потенциальном течении несжимаемой жидкости со свободной границей. Жидкость занимает полубесконечную полосу, ограниченную свободной границей (сверху) и (с боков) двумя твердыми вертикальными стенками, сближающимися с постоянной скоростью. Решения найдены для ситуации, когда капиллярность и гравитационные силы отсутствуют, а движение жидкости полностью обусловлено движением стенок. В решениях уравнений движения неизбежно возникают сингулярности за конечное время: это время ограничено сверху моментом столкновения стенок. Рассмотрены примеры точных решений, соответствующие формированию пузырей, точек заострения и капель.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 42-47 (2021) | Рубрика: 05.02

 

Левин В.А., Журавская Т.А. «Управление детонационным горением водородно-воздушной смеси посредством внесения аргона и озона» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 48-53 (2021)

Численно исследовано влияние добавок аргона и озона в стехиометрическую водородно-воздушную смесь на параметры волны детонации с целью снижения скорости распространения волны и температуры продуктов горения без существенного увеличения детонационной ячейки, являющейся фундаментальной характеристикой детонационной способности смеси. Установлено, что мольные доли вносимых добавок могут быть подобраны так, что размер ячейки волны детонации в полученной смеси будет близок к среднему размеру ячейки в чистой смеси, при этом скорость волны и температура продуктов детонации будут существенно снижены. Обнаружено, что детонационная волна в смеси с добавками в концентрациях, не допускающих значимого увеличения размера ячейки, более устойчива к возмущениям, вызванным расположенными в канале препятствиями, чем в чистой смеси. Исследование проведено с использованием схемы второго порядка на основе метода Годунова; для моделирования химических реакций использовался детальный кинетический механизм.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 48-53 (2021) | Рубрика: 04.12

 

Чернов А.А., Гузев А., Пильник А.А., Адамова Т.П., Левин А.А., Чудновский В.М. «Влияние вторичного вскипания на динамику струи, формирующейся при коллапсе парового пузырька, индуцированного лазерным нагревом жидкости» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 54-58 (2021)

Экспериментально исследован одиночный акт вскипания недогретой до температуры насыщения жидкости при воздействии на нее непрерывного лазерного излучения, передаваемого в рабочий объем посредством тонкого оптоволокна. Показано, что образованный вблизи торца оптоволокна паровой пузырек при схлопывании формирует горячую кумулятивную струю, вокруг которой наблюдается явление вторичного вскипания. Образующееся вокруг струи вторичное паровое включение имеет протяженную форму, движется и эволюционирует вместе с ней. Продемонстрировано существенное влияние данного включения на динамику распространения струи.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 54-58 (2021) | Рубрики: 06.01 06.05

 

Шматков А.М. «Гарантированная оценка состояния динамической системы при наличии наблюдений с ограниченной величиной погрешности» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 59-62 (2021)

Получены уравнения для вычисления оптимальной гарантированной оценки состояния динамической системы по данным наблюдений при наличии ограниченного по величине шума. Для линейных по фазовому вектору и вектору наблюдений дифференциальных уравнений, описывающих искомую оценку, в рамках метода эллипсоидов показано, что оптимальное решение состоит из участков, где игнорируются либо данные наблюдений, либо свойства системы.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 59-62 (2021) | Рубрика: 17

 

Велиев Е.И., Ганиев Р.Ф., Корнеев А.С., Украинский Л.Е. «Гидродинамические генераторы колебаний – новый тип устройств для осуществления периодических воздействий» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 63-67 (2021)

Для проведения исследований механических периодических воздействий на человека предлагается использовать новый тип устройств – гидродинамические генераторы колебаний (волновые гидромассажеры), способные создавать в гидродинамических течениях трехмерные (в частности, спиральные) волны с амплитудами и частотами скоростей и давлений широкого спектра, в том числе с зонами разрежения на обрабатываемой поверхности. Полученные данные могут быть использованы при проектировании гидромассажных устройств для физиотерапии.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 63-67 (2021) | Рубрика: 17

 

Окулов В.Л. «Моделирование торможения осевого потока вихревыми следами на лопасти НЕЖ» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 68-72 (2021)

Представлены результаты аналитического моделирования системы винтовых вихрей, сходящих с концов вращающихся лопастей ротора НЕЖ, предложенного Н.Е. Жуковским. В работе построено аналитическое решение для определения скорости торможения потока на лопасти, индуцированной вихревым следом. Впервые для моделирования вихревой системы следа использовалась модель с равномерным распределением завихренности в ядре каждого концевого вихря, сходящего с лопастей ротора НЕЖ. Решение получено с помощью обобщения на многовихревую систему лопастных вихрей метода Дайсона, применявшегося ранее только для отдельного винтового вихря. Данный результат может быть использован при построении теоретических и численных моделей, для оценки оптимальной производительности роторов и предсказания возникновения эрозии и обледенения на их лопастях. Результаты работы представляют интерес для фундаментального понимания и описания поведения потоков с системой винтовых вихрей в роторной аэродинамике и других исследованиях, где в закрученных течениях возникают многовихревые структуры винтовой формы, например, в ядрах торнадо, в вихревых аппаратах и циклонных сепараторах, в камерах сгорания и др.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 68-72 (2021) | Рубрика: 17