Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

17 Физика

 

Смык А.Ф., Спиридонова Л.В. «Выдающиеся открытия в исследованиях постоянного тока (к 260-тилетию со дня рождения академика Василия Владимировича Петрова)» История науки и техники, № 1, с. 3-11 (2022)

Статья посвящена Василию Владимировичу Петрову – выдающемуся русскому ученому конца XVIII–начала XIX века физику-экспериментатору, осуществившему глубокий анализ известных на то время научных открытий в сфере электротехники, первооткрывателю электрической дуги, ученому, который первым указал на наличие зависимости силы электрического тока от площади поперечного сечения проводника. Ключевые слова: электричество, электрическая дуга, Василий Владимирович Петров, ученый-экспериментатор, педагог.

История науки и техники, № 1, с. 3-11 (2022) | Рубрики: 03 17

 

Латанов В.М., Курбатов О.А. «Воспоминания ученых – ветеранов космической отрасли о выдающемся человеке в области космонавтики С.П. Королеве» История науки и техники, № 2, с. 39-45 (2022)

Статья посвящена рассмотрению роли выдающегося человека Сергея Павловича Королева, внесшего неоценимый вклад в становление и дальнейшее развитие отечественной космонавтики. В статье раскрываются личные качества и особенности характера С.П. Королева. Говориться о том, что благодаря его преданности делу, необычайному таланту учёного и конструктора, горячей вере в свои идеи, кипучей энергии и выдающихся организаторских способностей, были решены многие сложнейшие научные и технические задачи, стоявшие на пути развития ракетной и космической техники. Авторы приходят к выводу о том, что огромный вклад в создании и становлении космической отрасли принадлежит С.П. Королеву, совместно с учёными, конструкторами, министерствами и ведомствами страны. Ключевые слова: героизм, мужество, космические аппараты, ракета, ветеран космических войск, главный конструктор, ракета-носитель, околоземная орбита.

История науки и техники, № 2, с. 39-45 (2022) | Рубрики: 03 17 18

 

Федюшкин А.И. «Влияние числа Прандтля и граничных условий на конвекцию в горизонтальном слое» 10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 308-311 (2019)

10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 308-311 (2019) | Рубрики: 16 17

 

Плохотников К.Э. «Об одном численном методе нахождения позиций ядер водорода и кислорода в кластере воды» Математическое моделирование, 34, № 4, с. 43-58 (2022)

Изложены итоги моделирования пространственных позиций ядер водорода и кислорода в кластере воды с точки зрения прямого вычислительного эксперимента. Привлекается ранее разработанный автором способ численного решения уравнения Шредингера, который основан на методе Монте-Карло. Указанный способ решения зарекомендовал себя в качестве весьма эффективного с точки зрения затрат машинного времени. Входными данными рассматриваемого метода выступают средние позиции частиц, входящих в квантовую систему, для расчета которых был разработан другой метод. В рамках метода построения средних позиций квантовых частиц построено несколько энергетических изомеров кластеров воды. Именно эта множественность вызывает основной теоретический интерес. Для целей проверки методики была построена модель отдельной молекулы воды с общепринятой геометрией расположения частиц, а также так называемая геометрия развернутой молекулы воды. Приведенные в работе энергетические изомеры димера, тримера и гексамера воды рассматриваются в качестве возможных геометрических конструкций кластеров воды и выступают в качестве иллюстрации использования предлагаемой методики расчета квантовых систем. Модель димера воды построена в виде трех геометрических конструкций расположения ядер водорода и кислорода, условно названных квазидвумерная, в форме октаэдра и квазиодномерная. Модель тримера воды свелась к обсуждению двух геометрий: трехмерной и квазидвумерной. Наконец, рассмотрена геометрия гексамера воды в форме октаэдра, в вершинах которого находятся ядра кислорода, а в центре размещены все двенадцать протонов. Под моделями кластеров воды понимается построение облаков рассеяния всех входящих в кластер квантовых частиц.

Математическое моделирование, 34, № 4, с. 43-58 (2022) | Рубрики: 16 17

 

Головченко Е.Н. «Динамическая балансировка с помощью пакета параллельной декомпозиции GridSpiderPar» Математическое моделирование, 34, № 4, с. 59-69 (2022)

При проведении параллельных расчетов часто используются динамические адаптивные сетки. В процессе вычислений сетка измельчается или огрубляется в зонах интереса или в местах возникновения больших градиентов целевых функций. Для балансировки нагрузки процессоров требуется её периодическое переразбиение. На основе параллельного алгоритма геометрической декомпозиции и параллельного инкрементного алгоритма декомпозиции графов пакета GridSpiderPar были разработаны алгоритмы динамической балансировки нагрузки процессоров. Выполнено сравнение существующего разбиения гексаэдральной сетки с локальным измельчением (6.7·106 ячеек) и результатов балансировки разработанными алгоритмами декомпозиции. Результаты показали преимущества параллельного алгоритма геометрической декомпозиции на данной сетке и особенности применения параллельного инкрементного алгоритма.

Математическое моделирование, 34, № 4, с. 59-69 (2022) | Рубрики: 16 17

 

Демьянов А.Ю., Динариев О.Ю. «О расчете транспортных свойств водного раствора на поровом уровне» Математическое моделирование, 34, № 4, с. 70-82 (2022)

Проведено прямое численное моделирование на поровом уровне транспорта многокомпонентного водного раствора, включающего в себя ионы соли и поверхностно активное вещество (ПАВ). Математическая модель учитывает формирование двойного электрического слоя (ДЭС) и адсорбцию ПАВ на границах жидкость – твердое тело. Рассмотрены течения в реальных численных моделях пористых сред. На основании анализа результатов расчетов на поровом уровне (микромасштаб), приводится теория и строится интегральная расчетно-теоретическая модель для описания транспортных и термодинамических свойств на больших масштабах (макромасштаб), то есть решается задача термодинамического и транспортного апскейлинга.

Математическое моделирование, 34, № 4, с. 70-82 (2022) | Рубрики: 16 17

 

Северин А.В., Луцкий А.Е., Меньшов И.С. «Управление высокоскоростным течением в канале при помощи пористых вставок» Математическое моделирование, 34, № 4, с. 100-112 (2022)

Статья посвящена моделированию сверхзвукового течения газа в канале с пористыми вставками. В одном из вариантов удалось добиться исчезновения отрывной зоны в точке отражения ударной волны. В другом – уменьшения потерь давления торможения примерно на 4% в сравнении с контрольным расчетом, что создает принципиальную возможность существенного повышения эффективности гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей.

Математическое моделирование, 34, № 4, с. 100-112 (2022) | Рубрики: 16 17

 

Садин Д.В. «Эффективная реализация гибридного метода крупных частиц» Математическое моделирование, 34, № 4, с. 113-127 (2022)

В рамках гибридного метода крупных частиц предложен эффективный алгоритм с регулируемой численной диссипацией второго порядка точности по пространству и времени. Проверка вычислительных свойств алгоритма проведена на одномерных тестах Эйнфельдта, Танга и Лиу, ЛеБланка, Шу и Ошера, а также двумерных задачах Римана. Алгоритм продемонстрировал робастность и высокую разрешающую способность, сопоставимую с современными схемами, имеющими формально более высокий порядок аппроксимации.

Математическое моделирование, 34, № 4, с. 113-127 (2022) | Рубрики: 16 17

 

Минасян М.А., Минасян А.М., Лэ Хи Ха. «Экспериментальное подтверждение гипотезы о возможности использования гиперболических канатных виброизоляторов «MAMSAR» в качестве отдельных или сборных муфт» Защита от повышенного шума и вибрации. Санкт-Петербург, 23–25 марта 2021 г. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, с. 68-74 (2021)

Продолжением работ о возможности использования канатных опор «MAMSAR» в качестве отдельных или сборных канатных и комбинированных муфт приводов. В данной работе в качестве объекта исследования рассматриваются муфты с гиперболическими канатными элементами. Ранее отмечалось, что большинство из известных опорных канатных виброизоляторов могут быть использованы в том числе и в качестве муфт приводов как в отдельности, так и в качестве элементов сборной муфты. Для оценки эффективности гиперболической канатной муфты по защите от резонансных крутильных колебаний, возникающих вследствие неравномерности вращения, а также обеспечения компенсации продольных (аксиальных), радиальных и угловых сдвигов, представлена специальная установка. Установка содержит приводной электродвигатель постоянного тока с регулируемыми частотами вращения, вибратор кривошипно-шатунного типа и опытный образец гиперболической канатной муфты. Оценка эффективности виброизоляции гиперболической канатной муфты проведена относительно жесткого варианта соединения валов. Жесткое крепление валов обеспечивается специально изготовленной жесткой вставкой с соответствующими размерами фланцев. Представлены спектры вибрации по осям X, Y, Z, из которых следует, что в среднем коэффициент эффективности вибрационной защиты составляет 7–25 дБ. В будущих исследованиях авторы намерены оценить виброизолирующую эффективность гиперболической канатной муфты в составе дизель-генераторного агрегата ДГА-8,83 с дизелем 2Ч 8,5/11 и генератором «КГ-5,6».

Защита от повышенного шума и вибрации. Санкт-Петербург, 23–25 марта 2021 г. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, с. 68-74 (2021) | Рубрика: 17

 

Скоморовский В.И., Кушталь Г.И., Токарева Л.С. «Исландский шпат и разработка интерференционно-поляризационных фильтров (ИПФ)» Солнечно-земная физика, 8, № 1, с. 70-86 (2022)

Двулучепреломляющие кристаллы для ИПФ должны обеспечить необходимую линейную апертуру, качество волнового фронта и пропускание фильтра в заданной области спектра. На основании обзора зарубежных и отечественных разработок ИПФ анализируются трудности использования кристаллов известных месторождений. В Институте солнечно-земной физики были разработаны ИПФ с экстремальными характеристиками с использованием инновационной методики обогащения кристаллов Восточно-Сибирских месторождений и новых методов оптической обработки и контроля элементов ИПФ. Приведены характеристики фильтров. Дальнейший прогресс в создании ИПФ в нашей стране зависит от наличия необходимых синтетических кристаллов и природного кристалла исландского шпата, судьба которого в России сложилась непросто.

Солнечно-земная физика, 8, № 1, с. 70-86 (2022) | Рубрики: 17 18

 

Воронин Ф.Н., Марков М.Б., Паротькин С.В. «Релаксация заряда потока электронов в воздушной среде» Математическое моделирование, 34, № 4, с. 83-99 (2022)

Рассмотрен процесс релаксации объемного электрического заряда, формирующегося при рассеянии быстрых электронов в воздушной среде. Носителями заряда являются отрицательные ионы, образующиеся при прилипании термализованных электронов к молекулам кислорода. Построена математическая модель дрейфа ионов в электрическом поле, основанная на законе непрерывности заряда и уравнениях Максвелла. Алгоритм численного решения уравнений модели основан на методе частиц. Выполнена численная оценка времени релаксации объемного заряда.

Математическое моделирование, 34, № 4, с. 83-99 (2022) | Рубрика: 17

 

Денисов В.И. «Эффективное пространство-время в нелинейной электродинамике вакуума» Вестник научно-технического развития, № 4, с. 53-63 (2021)

Показано, что электромагнитное поле оказывает на электромагнитные волны нелинейно-электродинамическое действие, во многом аналогичное действию гравитационного поля: лучи электромагнитных волн в неоднородном электромагнитном поле искривляются, а скорость распространения электромагнитных сигналов зависит не только от внешнего поля, но и от поляризации этих сигналов. Расчеты показали, что современный уровень развития экспериментальной техники вплотную приблизился к тому уровню, на котором возможно наблюдение эффектов нелинейной электродинамики вакуума. Наличие нелинейных слагаемых при старших производных в лагранжиане электромагнитного поля приводит к появлению эффективного псевдориманова пространства-времени, метрический тензор которого зависит не только от внешнего электромагнитного поля, но и от поляризации электромагнитной волны, распространяющейся в этом поле. Полученные в работе результаты позволяют выяснить экспериментальный статус различных моделей нелинейной электродинамики вакуума и исследовать на эксперименте естественную геометрию для электромагнитного поля в нелинейной электродинамике вакуума. Ключевые слова: пространство-время, метрический тензор, гравитационное поле, вакуум.

Вестник научно-технического развития, № 4, с. 53-63 (2021) | Рубрики: 17 18

 

Логвенков С.А., Штейн А.А. «Континуальное моделирование сортировки клеток в плоском слое с учетом возможного расхождения границ областей, занятых клетками двух разных типов» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 3-16 (2022)

В агрегатах, образованных клетками разных типов, наблюдается явление их сортировки: в результате клеточных взаимодействий формируются структуры, в которых клетки одного типа могут образовывать компактную массу, окруженную клетками другого типа. Физические механизмы, лежащие в основе процесса сортировки, до сих пор остаются предметом обсуждения. Нами была ранее предложена континуальная модель биологической сплошной среды, образованной двумя активно взаимодействующими клеточными фазами и жидкостью. На основе этой модели была рассмотрена модельная задача о перераспределении клеток двух типов, заполняющих бесконечный плоский слой, в предположении, что континуумы, моделирующие две клеточные популяции, ограничены общей внешней границей. В предлагаемой работе поставлена и исследована аналогичная задача с учетом возможного относительного перемещения поверхностей, ограничивающих клетки разных типов. Такая постановка позволяет описывать образование и распространение фронтов, разделяющих области, различающиеся концентрациями клеточных фаз. Изучено поведение решений в зависимости от безразмерных параметров, характеризующих активные межклеточные взаимодействия. Численно проанализировано участие этих механизмов в формировании новых клеточных структур. Показано, что в широком диапазоне параметров клетки с более сильными стягивающими активными взаимодействиями стремятся занять центральную область, вытесняя на периферию клетки, обладающие более слабыми стягивающими взаимодействиями. Новая постановка физически более адекватна и позволяет расширить диапазон параметров, в котором достигается стабильный результа

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 3-16 (2022) | Рубрика: 17

 

Марков А.А. «Газодинамические и тепловые эффекты синтеза микронных частиц методом горения углерода в прямоточном и трехзонном реакторе» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 17-29 (2022)

Развивается двухтемпературная осесимметричная модель для анализа синтеза сложных оксидов методом горения углерода. Определяющая система уравнений включает сохранения вещества, импульса и энергии для газовой и твердой фаз в прямоточном и трехзонном реакторе. Излагаются результаты исследования резкого роста температуры - "неправильного поведения" реактора в процессе синтеза микронных порошков титаната бария с рассмотрением тепловой и массовой дисперсии. Определяющие уравнения с параметрами подобия в безразмерной форме применены к численному моделированию воздействия как газодинамического и межфазного сопротивления, так и осевой и поперечной дисперсии при синтезе микронных частиц титаната бария в прямоточном и трехзонном реакторе. Делается вывод о преимуществах трехзонного реактора в моделировании синтеза микронных частиц в режимах "неправильного поведения" прямоточного реактора. Сопоставлены результаты расчетов прямоточного и трехзонного реакторов при одинаковых величинах дисперсии, коэффициента извилистости пор, диаметра частиц, локальных величин чисел Пекле.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 17-29 (2022) | Рубрика: 17

 

Altmeyer S. «Усложнение течения при нестационарной модуляции течения Куэтта магнитной жидкости» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 135-150 (2022)

Представлены результаты численного моделирования течения Куэтта магнитной жидкости между цилиндрами, вращающимися в противоположных направлениях, при наличии пространственно однородного магнитного поля, подвергающегося периодическим во времени модуляциям. Такие модуляции могут привести к существенному увеличению внутреннего числа Рейнольдса Rei в первичных бифуркационных решениях, обладающих спиральной либо тороидальной структурами течения. Кроме того, задаваемая извне частота модуляции повышает различные решения на один уровень в иерархии сложности. Так, решения с фиксированной точкой становятся предельными циклами, а предельные циклы становятся решениями с двумя торами. Далее, при достаточно больших амплитудах модуляции магнитного поля возможен обмен устойчивостью между спиральными и ленточными решениями, возникающими при общем пороге бифуркации. Наконец, обнаружена устойчивая бифуркационная ветвь с прямой связью между ленточными вихрями и вихрями Тэйлора посредством волнистых вихрей Тэйлора.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 135-150 (2022) | Рубрика: 17

 

Белинский А. «Квантовая метрология: взаимодействие измерителя с квантовой системой» Мир измерений, № 3, с. https://ria-stk.ru/mi/adetail.php?ID=202971 (2021)

По несколько экзальтированному утверждению Ричарда Фейнмана, вся квантовая механика заключена в одном-единственном эксперименте двущелевой интерференции одиночных квантовых частиц. Он писал: «…Только этот эксперимент, который специально придуман таким образом, чтобы охватить все загадки квантовой механики и столкнуть вас со всеми парадоксами, секретами и странностями природы на все сто процентов. Оказывается, любой другой случай в квантовой механике всегда можно объяснить, сказав: «Помните наш эксперимент с двумя отверстиями? Здесь – то же самое»… Именно в нем заключена основная загадка».

Мир измерений, № 3, с. https://ria-stk.ru/mi/adetail.php?ID=202971 (2021) | Рубрика: 17

 

Дубинов А.Е., Мытарева Л.А. «Маскировка материальных тел методом волнового обтекания» Успехи физических наук, 180, № 5, с. 475-502 (2010)

Представлено современное состояние физики электромагнитной маскировки материальных тел методом волнового обтекания. Описаны эксперименты, доказывающие осуществимость этого метода маскировки. Рассмотрены особенности расчeта профилей маскирующих оболочек, представлены основные достижения и нерешe?нные проблемы в теории взаимодействия волн с оболочками. Обсуждаются перспективы метода маскировки в волнах иной физической природы: в акустических волнах и волнах плотности вероятности.

Успехи физических наук, 180, № 5, с. 475-502 (2010) | Рубрика: 17

 

Розанов Н.Н. «Достижима ли идеальная невидимость даже при монохроматическом излучении?» Успехи физических наук, 181, № 5, с. 787-788 (2011)

Обсуждаются выводы статьи А.Е. Дубинова и Л.А. Мытаревой “Маскировка материальных тел методом волнового обтекания” [УФН 180 475 (2010)] относительно возможности идеальной оптической маскировки объекта.

Успехи физических наук, 181, № 5, с. 787-788 (2011) | Рубрика: 17

 

Дубинов А.Е., Мытарева Л.А. «Возможна ли маскировка без сингулярностей? Новые идеи маскировки (ответы на комментарии к статье “Маскировка материальных тел методом волнового обтекания”) УФН 180 475 (2010)Успехи физических наук, 182, № 3, с. 337-341 (2012)

Даются ответы на комментарии к статье А.Е. Дубинова и Л.А. Мытаревой “Маскировка материальных тел методом волнового обтекания” [УФН 180 475 (2010)], приведённые в письме в редакцию Н.Н. Розанова “Достижима ли идеальная невидимость даже при монохроматическом излучении!” [УФН 181 787 (2011)]. Приводятся примеры некоторых пространственных конфигураций, для которых возможно построение маскирующих покрытий без сингулярностей (расходимости) материальных параметров. Обсуждаются новые идеи в методах маскировки.

Успехи физических наук, 182, № 3, с. 337-341 (2012) | Рубрика: 17

 

Гладышев В.О., Лельков М.В., Морозов А.Н., Гладышева Т.М., Глазкова Л.Ю. «Математическая модель интерферометра Майкельсона с учетом эффектов оптики движущихся сред» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 4, с. 24-39 (2004)

Представлен аналитический метод описания процессов распространения электромагнитного излучения в приближении геометрической оптики с учетом эффектов, возникающих при взаимодействии электромагнитного излучения с движущимися элементами измерительного тракта. Данный метод может быть использован при компьютерном моделировании в режиме реального времени работы геофизических интерферометров, интерферометров для регистрации гравитационного излучения, фурье-спектрометров, систем космической локации.

Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 4, с. 24-39 (2004) | Рубрики: 17 18

 

Гамбарян М.М., Малых М.Д. «О задаче многих тел с близкодействием» Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science (ранее Вестник РУДН. Серии Математика. Информатика. Физика), 30, № 1, с. 52-61 (2022)

Рассматривается классическая задача о взаимодействии заряженных частиц в рамках представления о близкодействии. Обсуждаются трудности математического описания близкодействия, для чего необходимо объединение двух моделей - нелинейной динамической системы, описывающей движение частиц в поле, и краевой задачи для гиперболического уравнения или уравнений Максвелла, описывающих поле. Уделено внимание процедуре осреднения, то есть перехода от положений частиц и их скоростей к плотностям заряда и тока. Показано, что задача содержит несколько параметров, при стремлении которых к нулю в строго определённом порядке рассматриваемая модель переходит в классическую задачу многих тел. По методу Галёркина эта задача сведена к динамической системе, в которой к уравнениям, описывающим динамику частиц, добавляются уравнения, описывающие колебания поля в ящике. Эта задача представляет собой упрощение, отличное от того, которое ведёт к классической механике. Её предлагается рассматривать как простейшую математическую модель, описывающую задачу многих тел с близкодействием. Эта модель состоит из уравнений движения частиц, к которым добавлены уравнения, описывающие собственные колебания поля в ящике. Представлены результаты первых компьютерных экспериментов с этой моделью близкодействия. Показано, что модель богата законами сохранения.

Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science (ранее Вестник РУДН. Серии Математика. Информатика. Физика), 30, № 1, с. 52-61 (2022) | Рубрики: 17 18