Айпанов Ш.А., Жакыпов А.Т. «Метод разделения переменных и его применение для задачи оптимального разворота космического аппарата» Космические исследования, 58, № 1, с. 73-84 (2020)

Для кватернионной модели космического аппарата рассмотрена задача оптимального разворота в пространстве за фиксированный интервал времени. Требуется перевести КА из заданного начального состояния в желаемое конечное положение при условии ограниченности управления. В качестве примера рассмотрены случаи, когда целевой функционал имеет смысл минимизации расхода топлива или затрат на управление. Искомое управление найдено с использованием принципа максимума Понтрягина и метода квазилинеаризации. Для решения возникающей при этом двухточечной краевой задачи (ДТКЗ) предложен метод разделения фазовых и сопряженных переменных. Применение аналитического подхода для решения ДТКЗ позволяет повысить точность вычислений и сократить затраты компьютерного времени.

Губайдуллин И.М., Жалнин Р.В., Масягин В.Ф., Пескова Е.Е., Тишкин В.Ф. «Численное моделирование пиролиза пропана в проточном химическом реакторе под воздействием постоянного внешнего нагрева» Математическое моделирование, 32, № 9, с. 119-130 (2020)

Проведено численное моделирование процесса пиролиза пропана в проточном химическом реакторе, в котором химические превращения осуществляются за счет внешнего обогрева зоны реакции. Для математического описания исследуемых процессов используются уравнения Навье–Стокса в приближении малых чисел Маха, поскольку скорость движения газовой смеси много меньше скорости звука в данной смеси. При построении разностной схемы используется интегро-интерполяционный метод. Для решения уравнений химической кинетики использовалась специализированная явная схема второго порядка точности, обладающая малой вычислительной трудоемкостью. В качестве основы для описания химических превращений пиролиза пропана использовалась известная кинетическая схема, включающая в себя 30 элементарных стадий. Однако для более точного описания процесса была скорректирована энергия активации одной из стадий реакции. Было проведено численное моделирование процесса пиролиза пропана с учетом процессов вязкости, диффузии и теплопроводности для различных температур нагревательных элементов. Проведено сравнение полученных результатов по конверсии пропана с экспериментальными данными и известными численными результатами решения данной задачи. Сделан вывод о том, что разработанный численный алгоритм дает высокую достоверность получаемых результатов и может быть применен на практике для моделирования исследуемых процессов.

Жалнин Р.В., Масягин В.Ф., Пескова Е.Е., Тишкин В.Ф. «Моделирование развития неустойчивости Рихтмайера–Мешкова с использованием разрывного метода Галеркина на локально-адаптивных сетках» Математическое моделирование, 32, № 10, с. 34-46 (2020)

Представлен численный алгоритм для решения уравнений многокомпонентной газовой динамики с помощью разрывного метода Галеркина на локально-адаптивных сетках. В численном алгоритме используется структура данных и алгоритм динамической локальной адаптации сетки из библиотеки p4est. В работе используются численные потоки Лакса–Фридрихса–Русанова и HLLC. Для избавления от нефизических осцилляций применяется лимитер Барта–Йесперсена. В результате исследования было проведено моделирование развития неустойчивости Рихтмайера–Мешкова, проведено сравнение полученных результатов с результатами эксперимента и известными численными решениями данной задачи. Сделан вывод о хорошем совпадении расчетных и экспериментальных данных. В дальнейшем предполагается исследование данного процесса с использованием модели, учитывающей явления вязкости и теплопроводности.

Шешегов П.М., Жданько И.М., Филатов В.Н., Зинкин В.Н. «Костная проводимость звука и ее возможности для скрытой передачи речевой информации» Вопросы оборонной техники. Научно-технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму, № 9-10, с. 111-119 (2019)

Объектом исследования являлась костная проводимость звука как один из путей доставки звука до внутреннего уха. Описаны механизмы передачи звука воздушным и костно-тканевым путем. Рассмотрены возможности применения костной проводимости для получения звуковой информации извне в различных областях (силовые структуры, медицина, спорт, отдых). Использование гаджета на основе костной проводимости является надежным каналом получения звуковой информации из окружающей среды, а значит – расширяет возможности человека. Описан метод исследования костной проводимости для субъективной оценки акустической эффективности средств индивидуальной защиты головы, органов грудной и брюшной полости от высокоинтенсивного и низкочастотного шума. Гарнитуры для костного звукопроведения надо использовать для усовершенствования средств индивидуальной защиты (СИЗ), что позволит поддерживать речевой контакт на оптимальном уровне в условиях действия высокоинтенсивного и низкочастотного шума.

Бусурин В.И., Штек С.Г., Жеглов М.А., Ха М.Т., Данг В.Х. «Модель рамочного микрооптоэлектромеханического преобразователя угловых скоростей с пьезобиморфными балками для возбуждения первичных колебаний» Датчики и системы, № 1, с. 17-24 (2020)

Предложена модель рамочного преобразователя, угловых скоростей с биморфным пьезоактюатором для создания первичных колебаний и оптическим считыванием информации об угловой скорости интерферометрическим методом. Приведены полученные выходные характеристики и оценки характерных параметры преобразователя.

Железный В.Б. «Об описании параметрических излучающих антенн на основе модели волновых фронтов» Гидроакустика, № 4(40), с. 5-12 (2019)

Рассматривается описание гидроакустических параметрических излучающих антенн на основе перехода от модели Зверева–Калачева, основанной на гипотезе виртуальных источников, к модели формирования волновых фронтов сигналов разностной частоты при нелинейном взаимодействии совмещенных в пространстве и во времени сферически расходящихся волновых фронтов сигналов частот накачки.

Шибков А.А., Желтов М.А., Гасанов М.Ф., Золотов А.Е., Денисов А.А., Кочегаров С.С. «Исследование высокочастотной акустической эмиссии в ходе прерывистой ползучести алюминий-магниевого сплава» Журнал технической физики, 90, № 10, с. 1694-1701 (2020)

Формирование полос макролокализованной деформации в условиях прерывистой ползучести исследовали методами акустической эмиссии (АЭ) и высокоскоростной видеосъемки. Установлено, что наиболее быстрые стадии формирования полосы деформации, связанные с ее выходом на поверхность и последующим ускоренным расширением, сопровождаются генерированием всплеска сигнала АЭ в полосе ∼0.05–1 MHz. Скрытые корреляции в сложной структуре акустического всплеска исследовали методами статистического и фрактального анализа. Установлена связь между огибающей акустического всплеска и скоростью изменения силового отклика, вызванного формированием одиночной полосы деформации. Ключевые слова: прерывистая деформация, ползучесть, акустическая эмиссия, полоса деформации, фрактальная структура, алюминий-магниевый сплав.

Молодых С.И., Жеребцов Г.А., Караханян А.А. «Оценка влияния солнечной активности на уходящий поток инфракрасного излучения» Геомагнетизм и аэрономия, 60, № 2, с. 208-215 (2020)

Для модели длинноволновой уходящей радиации, основанной на интегральной функции пропускания, предложена параметризация механизма влияния солнечной активности на тропосферу Земли, разрабатываемого авторами. В качестве индикатора солнечной активности использовался PC-индекс геомагнитной активности, который разработан для контроля магнитной активности в полярной шапке и отражает влияние межпланетного электрического поля на магнитосферу. На основе данных реанализа NCEP/NCAR проведены расчеты интегральной функции пропускания и уходящего длинноволнового потока для периодов повышенной и пониженной солнечной активности. Корреляционный анализ рассчитанных радиационных характеристик с температурой в слое 925–700 гПа показал, что учет солнечной активности приводит к усилению связи между радиационными характеристиками и температурой. Сравнение результатов расчетов с изменением температуры подтвердило, что предложенная параметризация может быть применена для учета влияния солнечной активности в численных моделях, использующих интегральную функцию пропускания, для расчета длинноволновой уходящей радиации.

Бошенятов Б.В., Жильцов К.Н. «Исследование нелинейных эффектов при взаимодействии волн типа цунами с подводными барьерами» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 59, с. 37-52 (2019)

Приведены результаты исследования нелинейных эффектов при взаимодействии длинных гравитационных волн типа цунами с подводными барьерами. В качестве математической модели использованы двумерные уравнения Навье–Стокса в приближении несжимаемой жидкости. Численные результаты получены методом конечных объемов с использованием открытого пакета OpenFOAM. Получены новые данные по исследованию эффективности тонкого и непроницаемого подводного барьера. Показано, что при значениях параметра нелинейности волны больше 0.1 подводный барьер оптимальной высоты гасит около 80 % энергии падающей волны. DOI: 10.17223/19988621/59/5

Жмайло В.А., Соболев И.В., Широков А.Е. «Расчеты гамма-зари космического ядерного взрыва операции "Морская звезда"» Вопросы атомной науки и техники. Серия: Теоретическая и прикладная физика, № 3, с. 39-43 (2019)

Описывается трехмерный расчет параметров области мощного космического ядерного взрыва операции «Морская звезда», проведенного США в 1962 г. Рассчитанные данные сравниваются с показаниями искусственного спутника Земли «Космос-5», характеризующими γ-зарю этого взрыва.

Болотник Н.Н., Градецкий В.Г., Жуков А.А., Козлов Д.В., Смирнов И.П., Чащухин В.Г. «Мобильный микроробот космического назначения: концепция и перспективы использования» Космические исследования, 57, № 2, с. 132-138 (2019)

Представлен краткий обзор достижений в области микроробототехники. Сформулированы задачи, которые могут выполняться мобильными микророботами в космосе, и соответствующие требования к конструктивным и эксплуатационным характеристикам таких микророботов. Предложена концепция мобильного космического микроробота с термомеханическими кремниево-полиимидными актюаторами. Дается предварительная оценка принципиальной и технологической реализуемости этой концепции.

Жуков В.Б. «Синтез широкополосной гидроакустической антенны» Гидроакустика, № 4(40), с. 13-17 (2019)

Рассмотрена задача синтеза характеристики направленности многоэлементной гидроакустической антенны, работающей в полосе частот, при соблюдении требования поддержания по возможности неизменной формы диаграммы направленности.

Жуков В.Т., Новикова Н.Д., Феодоритова О.Б. «Об одном подходе к интегрированию по времени системы уравнений Навье–Стокса» Журнал вычислительной математики и математической физики, 60, № 2, с. 267-280 (2020)

Разработан подход к интегрированию по времени системы нестационарных уравнений динамики сжимаемого теплопроводного газа. В его основе лежит принцип расщепления алгоритма решения уравнений Навье–Стокса на конвективный и диффузионный этапы. Конвективный этап представляет собой явную схему годуновского типа. Диффузионный этап реализуется с помощью чебышевской явно-итерационной схемы. Результирующая схема обеспечивает на разностном уровне выполнение основных законов сохранения, а ее алгоритмическая структура гарантирует эффективность параллельной реализации.

Кириллов В.Ю., Жуков П.А., Журавлев С.Ю., Томилин М.М. «Радиопоглощающие материалы для космических аппаратов» Космические исследования, 58, № 5, с. 412-418 (2020)

Представлены результаты экспериментальных исследований свойств, стойких к аномальным высоким и аномально низким температурам образцов радиопоглощающего материала ВТМВ-1С.

Земляков А.В., Еремин М.А., Коваленко И.Г., Жукова Е.В. «О прохождении межзвездных облаков через спиральный рукав дисковой галактики» Математическая физика и компьютерное моделирование (ранее Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), № 2, с. 41-56 (2020)

Считается, что индикатором особенностей геометрии и интенсивности галактических ударных волн может служить таксономия межзвездных облаков в их окрестности. В настоящей работе приведены результаты детального двумерного гидродинамического моделирования прохождения облака через спиральный рукав галактики и дан краткий анализ эффектов, возникающих при этом движении. Используемая модель межзвездного газа в спиральном рукаве предполагает адиабатичность течения. Учитывается внешнее гравитационное поле галактического диска и спирального рукава. Поперечные размеры рукава в расчетах приняты следующими: полуширина рукава равна 1 кпк вдоль плоскости диска и 0,6 кпк в вертикальном направлении. Рассматривается фрагмент течения вблизи и внутри спирального рукава, эффектами кривизны рукава и влиянием сил Кориолиса пренебрегается. Показано, что облака при прохождении рукава сильно деформируются и теряют значительную часть массы либо полностью разрушаются в случае маломассивных облаков. Граничное значение массы облака, при котором происходит полное разрушение, лежит в интервале между 3 000 и 6 000 M⊙.

Безбородов М.А., Еремин М.А., Королев В.В., Коваленко И.Г., Жукова Е.В. «О визуализации анизотропии дисперсии скоростей полидисперсной пыли в газопылевой среде» Математическая физика и компьютерное моделирование (ранее Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), № 2, с. 70-81 (2020)

Предложен инструмент визуального анализа многомерных данных – построение карт пространственного распределения областей анизотропии дисперсии скоростей примесных пылевых частиц в двухфазной газопылевой среде. Сильной анизотропии дисперсии скоростей отвечают области, в которых возникает интенсивное многопотоковое течение (бесстолкновительные ударные волны, точки поворота течения, точки стагнации, точки накопления). Пыль рассматривается как полидисперсная, содержащая частицы различных размеров. Для каждой фракции пыли строится поле пространственных распределений эксцентриситетов эллипсов дисперсии скоростей. Для визуализации степеней анизотропии дисперсии скоростей сразу двух фракций полидисперсной пылевой смеси предложена специальным образом подобранная энтропийная мера. Приведены результаты демонстрационных двумерных расчетов турбулентной газопылевой среды и карты анизотропии в распределении дисперсии скоростей примесной пылевой компоненты

Баранов С.В., Жукова С.А., Корчак П.А., Шебалин П.Н. «Продуктивность техногенной сейсмичности» Физика Земли, № 3, с. 40-51 (2020)

Статья посвящена исследованию способности техногенных землетрясений вызывать последующие толчки. На примере Хибинской природно-технической системы показано, что число инициированных толчков, продуктивность, имеет экспоненциальное распределение, вид которого не зависит от магнитуд и глубин рассматриваемых событий. Данный результат согласуется с аналогичным законом продуктивности, установленным ранее для тектонических землетрясений на глобальном и региональном уровнях, расширяя выполнение этого закона на более низкие масштабы энергий сейсмических событий ∼10⁴ Дж (M≥0).

Кириллов В.Ю., Жуков П.А., Журавлев С.Ю., Томилин М.М. «Радиопоглощающие материалы для космических аппаратов» Космические исследования, 58, № 5, с. 412-418 (2020)

Представлены результаты экспериментальных исследований свойств, стойких к аномальным высоким и аномально низким температурам образцов радиопоглощающего материала ВТМВ-1С.

Недосєка С.А., Яременко М.А., Овсієнко М.А., Недосєка А.Я., Журавльов С.В., Ободовський Б.М., Савченко О.К., Епов С.Г. «Оцінка стану і прогнозування руйнівного навантаження при акустико-емісійних випробуваннях посудин під тиском з обмеженим доступом до контрольованої поверхні [Оценка и прогнозирование разрушающей нагрузки при акустико-эмиссионных испытаниях сосудов под давлением с ограниченным доступом к контролируемой поверхности]» Техническая диагностика и неразрушающий контроль, № 1, с. 8-16 (2020)

Розглянуто особливості проведення акустико-емісійного контролю на прикладі об'єкту станції розподілу повітря К-158 цеху водообробки ОПЗ при проведенні пневмовипробування. Даний об'єкт контролю складається з трьох поєднаних між собою посудин тиску, закритих зовні металевим корпусом, у зв'язку з чим доступ до кожної окремої посудини є обмеженим. Показано, як у такому випадку можливо провести акустико-емісійний контроль і отримати результати, придатні для прогнозування руйнівного навантаження. Відзначено, що застосування зонної локації при таких випробуваннях дозволяє без демонтажу зовнішнього корпусу вирішити проблеми оцінки стану недоступних для контролю поверхонь внутрішніх посудин. Розраховано на основі результатів двох етапів пневмовипробування руйнівне навантаження для кожного з об'єктів контролю. Показано, що їх поточний стан є задовільним і дозволяє подальшу експлуатацію. Рекомендовано враховувати отримані результати при складанні нормативних матеріалів щодо акустико-емісійного контролю