Котеров В.Н., Красновский А.Г. «Спектрально-разностный метод для расчета акустических возмущений, инициированных локальным тепловым источником в движущейся среде» Журнал вычислительной математики и математической физики, 32, № 4, с. 663-669 (1992)

Предлагается и на модельном примере тестируется спектрально-разностный метод расчета эволюции акустических возмущений, инициированных локализованным тепловым источником в потоке газа. Метод полезен для решения задач теплового самовоздействия лазерного излучения на атмосферных трассах и в активных средах газовых лазеров или усилителей.

Зиновьев В.Н., Пак А.Ю., Казанин И.В. «Применение термоанемометрического метода для измерения характеристик течений смесей газов» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 791-792 (2011)

Иванова А.А., Вяткин А.А. «Осредненная тепловая конвекция во вращающемся горизонтальном цилиндрическом слое» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 807-809 (2011)

Экспериментально исследована осредненная тепловая конвекция жидкости в горизонтальном коаксиальном зазоре, вращающемся вокруг собственной оси. Обнаружено, что конвекция возбуждается как при нагреве внешней границы слоя, так и при нагреве внутренней границы, и определяется конвективными механизмами разной природы. Изучен порог возникновения тепловой конвекции, а также теплоперенос и структура течений в зависимости от скорости вращения и разности температур границ слоя.

Морозов А.Н., Скрипкин А.В. «Описание теплопроводности и диффузии на границе раздела фаз как немарковских случайных процессов» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 994-995 (2011)

Рассмотрены процессы теплопроводности и диффузии в пространстве над плоской поверхностью жидкости, поверхностью сферической частицы аэрозоля и цилиндрической поверхностью при условии наличия флуктуаций теплового или массового потока через указанные поверхности. Показано, что соответствующие случайные изменения температуры, концентрации, теплового и массового потоков представляют собой немарковские случайные процессы, и для их описания необходимо использование интегральных стохастических уравнений. Найдены статистические характеристики таких флуктуаций, включая характеристические функции и спектральные плотности.

Урманчеев С.Ф. «Течение термовязких сред» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 1197-1199 (2011)

Представлены результаты исследований течения жидких сред, вязкость которых существенно меняется в зависимости от температуры. Проведен анализ критериев подобия задачи о ламинарном течении термовязкой жидкости в области с неоднородным распределением температурного поля. Построена иерархия математических моделей для характерных предельных значений безразмерных параметров. Особо выделен класс задач с немонотонной зависимостью вязкости от температуры. Для сред, обладающих указанным свойством, предложено наименование аномально термовязких сред. Приведено численное решение ряда задач течения аномально термовязких сред в каналах с теплообменом, пористых средах, а также при естественной конвекции.

Кабанихин С.И., Криворотько О.И., Шишленин М.А. «О численном решении обратной задачи термоакустики» Сибирский журнал вычислительной математики, 16, № 1, с. 39-44 (2013)

Рассмотрена обратная задача определения начального условия в начально-краевой задаче для волнового уравнения по дополнительной информации о решении прямой начально-краевой задачи, измеренной на границе исследуемой области. Основная цель работы – построение численного алгоритма решения обратной задачи на основе метода простой итерации (МПИ) и исследование разрешающей способности обратной задачи в зависимости от количества и местоположения точек измерения дополнительной информации. Рассмотрены три двумерных постановки. Приведены результаты численных расчетов. Показано, что МПИ на каждом шаге итерации уменьшает значение целевого функционала, однако в силу некорректности обратной задачи разность между точным и приближенным решением обратной задачи сначала убывает, а затем начинает монотонно возрастать. Это обстоятельство отражает регуляризирующие свойства МПИ, в котором роль параметра регуляризации играет номер итерации.

Котов О.И., Кудряшов А.В., Лиокумович Л.Б., Медведев А.В. «Амплитудный волоконно-оптический акустический датчик» Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки, 3, № 104, с. 134-144 (2010)

Рассмотрены вопросы создания волоконно-оптических датчиков акустических сигналов амплитудного типа на основе мембран. Подробно описаны разработанные модели, позволяющие проводить анализ и оптимизации их параметров; приведены примеры расчетов.

Кудряшов А.В., Лиокумович Л.Б., Медведев А.В. «Повышение эффективности преобразования звукового давления в волоконных интерферометрических микрофонах» Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки, 3, № 129, с. 76-83 (2011)

Рассмотрены принципы построения волоконно-оптических преобразователей для чувствительных элементов волоконных интерферометрических измерителей звука (микрофонов). Приведены результаты измерений преобразователя, в котором волоконные плечи интерферометра намотаны на внешнюю и внутреннюю поверхности эластичного цилиндра.

Сироткина М.А., Елагин В.В., Субочев П.В., Денисов Н.Н., Ширманова М.В., Загайнова Е.В. «Лазерная гипертермия опухолей с золотыми наночастицами под контролем оптической когерентной томографии и акустотермометрии» Биофизика, 56, № 6, с. 1142-1146 (2011)

Проведена локальная лазерная гипертермия экспериментальной опухоли мышей PШМ-5 с золотыми плазмонно-резонансными наночастицами. Контроль накопления частиц в опухоли осуществляли in vivo неинвазивным методом оптической когерентной томографии. C помощью этого метода было определено время максимального содержания наночастиц в опуxоли – 5 ч после внутривенного введения, именно в это время проводили лазерное воздействие. Контроль температуры опуxоли в процессе сеанса гипертермии показал, что применение наночастиц обеспечивает эффективное повышение температуры внутри узла и достижение более прицельного нагрева. Локальная лазерная гипертермия с наночастицами вызвала торможение роста опуxоли с пятого по седьмой день после сеанса с максимальным значением – 56%.

Козичев А.В. «Бесконтактный оптоэлектронный виброметр ультразвуковых колебаний» Датчики и системы, № 5, с. 45-48 (2007)

Описан бесконтактный оптоэлектронный виброметр для контроля параметров механических колебаний рабочей поверхности ультразвукового инструмента путем анализа видеоизображений поверхности, записанных без вибраций и с вибрациями.

Андреев В.Г., Вдовин В.А., Афанасьев К.В., Ельчанинов А.А., Климов А.И. «Испытания термоакустического датчика мощных микроволновых импульсов» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 52, № 8, с. 653-659 (2009)

Андреев В.Г., Вдовин В.А., Калынов Ю.К. «Регистрация терагерцовых импульсов микросекундной длительности с использованием термоакустического эффекта» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 56, № 8-9, с. 628-636 (2013)

Субочев П.В., Мансфельд А.Д., Беляев Р.В. «Многочастотная акустическая термотомография при лазерной гипертермии: физическое моделирование» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 5-1, с. 67-74 (2010)

Разработана методика восстановления температурного профиля методом многочастотной акустотермометрии на основе измерения акустического излучения в трех частотных диапазонах, а также данных с контактных датчиков температуры. Эффективность методики продемонстрирована в ходе модельного физического эксперимента по восстановлению монотонного профиля в биоподобной среде.

Верезуб Н.А. «Влияние тепловой конвекции на вращение расплава в цилиндрическом тигле» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 683-685 (2011)

Рассмотрена оптимизация тепловых условий применительно к процессу выращивания монокристаллов кремния методом Чохральского. Изучено влияние скорости вращения тигля на теплоперенос в расплаве, представляющее большой научный и практический интерес. Особое внимание обращено на изменение азимутальной скорости расплава в подкристальной области при увеличении скорости вращения тигля, вызывающее изменение формы фронта кристаллизации. Поведение радиальной неоднородности азимутальной скорости при изменении скорости вращения тигля исследуется при различной интенсивности тепловой конвекции в расплаве, что развивает известные представления об «эффекте максимума» для других субстанций (температура и концентрация примеси). Возможности тепловой оптимизации исследованы на основе интегрированной математической модели при использовании комплекса программ «Crystmo/Marc».

Бондаренко Ю.А. «Влияние способа учета теплопроводности на устойчивость счета двухэтапной газодинамической разностной схемы» Вопросы атомной науки и техники. Серия: Математическое моделирование физических процессов, № 3, с. 3-19 (2015)

Проведено с учетом теплопроводности исследование устойчивости двухэтапной разностной схемы счета газовой динамики в переменных Лангранжа. Получено, что условия на шаг по времени типа Куранта сильно зависят от способа использования в разностной схеме неявной теплопроводности. В большинстве случаев условие устойчивости определяется изэнтропической скоростью звука. Предложена модификация с учетом неявной теплопроводности в двух уравнениях энергии. В условиях устойчивости модифицированной схемы присутствует непрерывный переход от изэнтропической скорости звука к изотермической при увеличении теплового числа Куранта. Изотермическая скорость звука всегда меньше изэнтропической, а при учете давления излучения в случае низких плотностей и высоких температур она может быть меньше изэнтропической в десятки и сотни раз. Поэтому в модифицированной схеме шаг по времени при большом тепловом числе Куранта может заметно увеличиться. Ключевые слова: газовая динамика с теплопроводностью, разностные схемы, расщепление по физическим процессам, устойчивость разностных схем, изэнтропическая скорость звука, изотермическая скорость звука, тепловая дисперсия звука.

Ермаков М.К. «Потеря устойчивости термокапиллярного течения при больших числах Прандтля» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 762-764 (2011)

Методом анализа линейной устойчивости для прямого жидкого моста с отношением высоты к радиусу H/R=1 исследуется зависимость критического числа Марангони и критической частоты в диапазоне чисел Прандтля от 4 до 200. Получено, что смена критического азимутального волнового числа от 2 к 1 происходит при числе Прандтля, равном 28. Аппроксимация нейтральной кривой для больших чисел Прандтля сравнивается с полученной в экспериментах. Нейтральная кривая термокапиллярного течения для космического эксперимента «MEIS-2» (Япония, 2009) для силиконового масла вязкостью 5 сСт (число Прандтля 68) сопоставляется с результатами анализа линейной устойчивости. Обсуждаются возможные причины расхождения в области малых удлинений.

Колесников А.Ф., Васильевский С.А., Гордеев А.Н. «Экспериментальное и численное моделирование теплопередачи к спускаемому аппарату «EXPERT»» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 863-864 (2011)

На ВЧ-плазмотроне cмоделирован теплообмен гиперзвукового потока воздуха с носком аппарата «EXPERT». Для высот 52.6 и 43 км в дозвуковых потоках диссоциированного воздуха на образцах SiC воспроизведены тепловой поток и температура поверхности. Экспериментальное прогнозирование параметров теплообмена осуществлено при натурных значениях энтальпии, давления торможения и градиента скорости в критической точке тела. Параметры потока и вероятности рекомбинации атомов азота и кислорода на поверхности SiC определены путем сравнения экспериментальных и расчетных данных, в частности по тепловым потокам. Расчетные данные получены путем многопараметрического численного моделирования течений плазмы в разрядном канале, обтекания модели (М<<1) и неравновесного погранслоя.

Кузнецова Д.В., Сибгатуллин И.Н. «Переходные режимы в проникающей конвекции в плоском слое» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 907-909 (2011)

Исследуется развитие конвективной неустойчивости в плоском слое воды, для которой зависимость плотности от температуры принимается квадратичной с максимумом при 4°С. Изучается двумерная постановка для случая, когда точка максимума плотности в статическом состоянии находится посередине слоя. Особое внимание уделяется выбору горизонтального масштаба движения для изучения перехода к стохастическому режиму. Исследуются области гистерезиса, в которых сосуществуют течения с разной структурой и существенно отличающимися тепловыми потоками, что проиллюстрировано зависимостью числа Нуссельта от надкритичности. Показаны особенности формирования стационарных и периодических режимов. Описан переход к стохастическому режиму.

Любимова Т.П. «Конвективная фильтрация около твердого включения при нагреве сверху» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 954-956 (2011)

Исследована конвективная фильтрация около твердого тела в насыщенной жидкостью пористой среде при нагреве сверху. Тело имеет форму горизонтального цилиндра кругового сечения. Его теплопроводность предполагается много большей теплопроводности окружающей среды. Вдали от тела градиент температуры вертикален, поэтому конвективное движение отсутствует. Вблизи тела условия равновесия нарушены, градиент температуры имеет горизонтальную компоненту, поэтому неизбежно возникает конвекция. Исследование проводилось на основе уравнений Дарси–Буссинеска в предположении постоянства свойств жидкости. На поверхности цилиндра ставились условия непроницаемости. Изучалось плоское конвективное движение, однородное вдоль оси цилиндра. Использовалось приближение, аналогичное приближению Озеена в задачах обтекания, с тем отличием, что квазилинеаризация применялась к нелинейным слагаемым не в уравнении движения, а в уравнении теплопроводности. Компенсирующее же течение не имеет струйного характера. В аналогичной постановке рассмотрена задача в случае конечной теплопроводности материала тела. В этом случае появляется дополнительный параметр: отношение теплопроводностей тела и насыщенной пористой среды. Из полученных аналитических результатов следует, что в главном порядке при малых числах Рэлея структура конвективного течения не зависит от отношения теплопроводностей, изменяется лишь ее интенсивность. При теплопроводности тела, совпадающей с теплопроводностью среды, конвекция отсутствует. При теплопроводности тела, меньшей, чем теплопроводность среды, меняется знак конвективной циркуляции, так что в горизонтальной плоскости, проходящей через ось цилиндра, жидкость подтекает к телу.

Мызникова Б.И. «Термовибрационная конвекция бинарной смеси жидкостей с термодиффузией» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 1004-1005 (2011)

Изучена структура нелинейных режимов течения и характеристики тепломассопереноса в слое бинарной смеси с термодиффузией при комбинированном воздействии механизмов гравитационной и вибрационной свободной конвекции.

Наседкина А.А. «Моделирование нестационарных процессов фильтрации в пороупругих средах с физическими нелинейностями» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 1006-1008 (2011)

Рассмотрены фильтрационные и связанные пороупругие задачи для моделирования гидродинамического воздействия на угольный пласт с целью извлечения метана. Методика решения нестационарных нелинейных пороупругих задач состоит в применении поротермоупругой аналогии, обезразмеривания и метода конечных элементов.

Сухановский А.Н., Баталов В.Г. «Дифференциальное вращение в слое жидкости с локальным нагревом» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 1155-1157 (2011)

Показано, что изменение направления конвективной циркуляции жидкости в плоскости, проходящейчерез ось вращения модели, влияет на процесс обмена моментом импульса. Конвективная циркуляция, направленная от периферии слоя к оси вращения в верхней части слоя приводит к увеличению интегрального момента импульса слоя. Циркуляция в обратном направлении приводит к уменьшению интегрального момента импульса слоя. Эффективность процессов обмена импульсом различна по величине для разных направлений циркуляции.

Сыромясов А.О. «Термодинамическое взаимодействие сферических частиц в среде с постоянным градиентом температуры» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 1158-1160 (2011)

Федорченко И.А. «Численное моделирование частотных характеристик струйных процессов в сушильной камере» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 1209-1211 (2011)

При помощи методов численного моделирования в рамках двухмерного подхода исследуются нестационарные проце ссы истечения воздушной звуковой струи в затопленное пространство, взаимодействие струи со стенкой и инжекции струи в пространство, ограниченное резонатором. Резонатор моделируется полым цилиндром с закрытым концом, ось которого совпадает с осью струи. Диаметр цилиндра и расстояние до среза сопла струи варьируется, чтобы получить различные амплитуды и частоты акустических осцилляций

Черных Г.Г., Баев М.К. «Динамика турбулентных флуктуаций температуры в изотропном турбулентном потоке» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 1248-1249 (2011)

Шарифулин А.Н. «Контролируемое равновесие неравномерно нагретой жидкости в вибрационном поле» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 1270-1271 (2011)

Аналитически решены уравнения тепловой вибрационной конвекции неравномерно нагретой жидкости для любых взаимных ориентаций силы тяжести и оси вибраций в полости, имеющей форму бесконечного горизонтального цилиндра. Показано, что изменение взаимной ориентации указанных векторов в плоскости, перпендикулярной цилиндру, позволяет говорить, что совместное действие гравитационного и вибрационного механизмов тепловой конвекции могут полностью компенсировать друг друга. Определено соотношение между вибрационным и гравитационным числами Грасгофа, при выполнении которого осуществляются условия механического равновесия. Полученное соотношение подтверждено прямыми численными расчетами полных уравнений тепловой вибрационной конвекции.

Шеремет М.А. «Математическое моделирование нестационарной сопряженной термогравитационной конвекции в замкнутом наклонном цилиндре» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 1272-1274 (2011)

Проведен численный анализ нестационарных режимов естественной конвекции в наклонной цилиндрической области с теплопроводными стенками конечной толщины и источником тепла в условиях конвективного теплообмена с окружающей средой. Математическое моделирование основано на решении пространственных уравнений конвекции в приближении Буссинеска в безразмерных переменных «векторный потенциал-вектор завихренности скорости – температура». Особое внимание уделено исследованию воздействия чисел Рэлея и Прандтля, фактора нестационарности, относительного коэффициента теплопроводности и угла наклона вектора силы тяжести к вертикали на поля скорости и температуры.

Крутянский Л.М., Брысев А.П., Клопотов Р.В. «Одновременный нагрев двух локальных областей фантома биоткани за счет самонацеливания ультразвуковых пучков с обращенным волновым фронтом» Письма в ЖЭТФ, 101, № 1, с. 64-67 (2015)

Экспериментально продемонстрирован одновременный нагрев двух локальных областей поглощающей среды сфокусированными на них ультразвуковыми пучками с обращенным фронтом. В качестве среды использовался полимерный фантом биоткани, содержащий две рассеивающие звук небольшие воздушные полости и облучаемый “пробным” ультразвуковым пучком на частоте 5 МГц. Рассеянное поле попадало на параметрическое устройство обращения волнового фронта ультразвука. Обращенное и усиленное поле самосогласованным образом фокусировалось на рассеиватели, что вызывало нагрев среды за счет поглощения энергии ультразвука. При этом величина нагрева в данных областях составила около 5°С за 70 с. В остальном объеме фантома наблюдалось лишь незначительное повышение температуры за счет эффекта теплопроводности. Отмечается возможное использование реализованного эффекта в медицинских приложениях фазосопряженных ультразвуковых пучков.

Андреев В.Г., Вдовин В.А. «Термоакустический датчик для регистрации огибающей мощных СВЧ импульсов наносекундной длительности» Приборы и техника эксперимента, № 2, с. 81-85 (2009)

Приведено описание принципа действия и конструкция неохлаждаемого помехоустойчивого датчика мощных СВЧ импульсов. Работа датчика основана на эффекте генерации акустических сигналов при поглощении СВЧ импульсов в слоистой структуре, в которой в качестве поглотителя используется тонкая металлическая пленка нанометровой толщины. Датчик располагается в свободном пространстве и предназначен для регистрации СВЧ импульсов длительностью ∼10–100 нс в диапазоне частот 10–300 ГГц с частотой следования до 5 кГц. Чувствительность датчика при регистрации импульса длительностью 10 нс составила 0.5 В/мДж.

Савихин О.Г., Линник С.В., Савихин А.О. «Аппроксимация производных термодинамических функций для воды, пара и пароводяной смеси» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 4-3, с. 1090-1091 (2011)

Обсуждаются вопросы, связанные с трудностями при численном моделировании, обусловленными наличием разрывов производных термодинамических функций для воды, пара и пароводяной смеси при аппроксимации на основе скелетных таблиц.