Зеленина А.А., Зубов Л.М. «Нелинейная теория квазитвердых состояний микрополярных упругих тел» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 7-11 (2020)

Предложена нелинейная теория квазитвердых состояний микрополярных упругих тел. Квазитвердые состояния являются трехмерным аналогом изгибания поверхностей и возможны только при наличии распределенных дислокаций. Найдены точные решения задач о сильном изгибе и кручении микрополярных тел в условиях квазитвердого состояния. Установлено, что нелинейная теория, в отличие от линейной, допускает существование самоуравновешенных квазитвердых состояний.

Красовский В.Л. «К расчету функции распределения электронов слабоионизованной плазмы в электрическом поле» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 12-17 (2020)

Представлены анализ и решение интегрального уравнения Больцмана для определения функции распределения электронов в слабом электрическом поле. Решение, основанное на простой модели столкновений с нейтральными частицами газа, сопоставляется с известным решением соответствующего приближенного дифференциального уравнения Фоккера–Планка. Существенное отличие двух подходов проявляется в поведении электронной функции распределения при скоростях электронов, сравнимых с тепловой скоростью атомов газа. В результате проведенных расчетов определены ядра интегральных уравнений Больцмана, необходимые для решения подобных и других задач физической кинетики в рамках принятой модели столкновений.

Матвеенко В.П., Ошмарин Д.А., Юрлова Н.А. «Использование графеновых композитов для дополнительного демпфирования колебаний smart-структур на основе пьезоэлементов» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 18-23 (2020)

Рассматривается вариант smart-структуры, представляющей собой кусочно-однородное тело, состоящее из упругих, вязкоупругих материалов, а также пьезоэлементов, к электродированным поверхностям которых могут быть присоединены шунтирующие цепи. В качестве одной из основных задач для таких структур рассматривается демпфирование колебаний. Содержание работы связано с вариантом использования в шунтирующей цепи вместо классического резистора графенового композита, который в smart-структуре является не только механическим деформируемым телом, но и выполняет роль резистора. Приводится математическая постановка задачи о вынужденных установившихся колебаниях и собственных колебаниях конструкций, состоящих из упругих и вязкоупругих элементов, пьезоэлементов и графеновых композитов, выполняющих роль деформируемого тела и резистора. Результаты численных экспериментов демонстрируют использование графеновых композитов для реализации дополнительного механизма демпфирования колебаний smart-структур на основе пьезоэлементов.

Анахаев К.Н. «Эллиптические интегралы в нелинейных задачах механики» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 24-29 (2020)

При решении многих задач механики и геофизики возникает необходимость использования эллиптических интегралов, аналитическое выражение которых представляет собой трудоемкую задачу. В работе приведены новые и усовершенствованные аналитические зависимости в элементарных функциях для определения эллиптических интегралов 1 и 2 рода, значения которых достаточно близко (∼1–2%) согласуются с результатами известных точных решений, совпадая с ними для граничных условий. В качестве элементарного практического примера использования полученных формул дано решение нелинейной задачи по определению длины дуги синусоиды (косинусоиды), что позволило выявить в ней участки с нелинейным и линейным характером изменения ее длины.

Борисов А.В., Цыганов А.В. «О движении неголономного шара Чаплыгина в магнитном поле, задаче Гриоли и эффекте Барнетта–Лондона» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 30-33 (2020)

Рассматривается движение неголономного шара Чаплыгина на плоскости в постоянном магнитном поле при учете диэлектрических и ферромагнитных свойств шара. Получено обобщение интегрируемого случая В.В. Козлова в задаче о движении симметричного твердого тела вокруг неподвижной точки в постоянном магнитном поле и предъявлен новый частный интегрируемый случай такого движения.

Буров А.А. «О линейных инвариантных соотношениях в задаче о движении связки двух тел» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 34-36 (2020)

Рассматривается задача о свободном движении двух тел, соединенных парой сферических шарниров. Указываются условия существования инвариантных соотношений, аналогичных интегралу Гесса.

Гуськов О.Б. «Течение идеальной жидкости сквозь стационарный зернистый слой при наличии плоской стенки» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 37-43 (2020)

Рассмотрена задача о течении идеальной несжимаемой жидкости вдоль плоской поверхности, перпендикулярно которой расположен стационарный зернистый слой. Принята модель зернистого слоя как совокупность бесконечного числа идентичных сферических гранул, которые статистически равномерно распределены в слое конечной толщины. Задача решена на основе использования ранее разработанного метода самосогласованного поля. В первом приближении по объемной доле гранул в слое получены в аналитическом виде функции, описывающие усредненный по ансамблю профиль скорости жидкости как внутри, так и вне этого слоя.

Колесников В.И., Беляк О.А., Колесников И.В., Суворова Т.В. «О математической модели для прогнозирования трибологических свойств маслонаполненных композитов при вибрации» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 44-47 (2020)

Трибологические свойства маслонаполненного композиционного материала изучены на основании решения динамической контактной задачи о вибрации штампа на гетерогенном полупространстве при учете трения в области контакта. Установлена осцилляция силы трения за период колебаний при учете тангенциальных перемещений в области контакта, зависящая от состава композита.

Коротеева Е.Ю., Знаменская И.А., Рязанов П.А. «Измерения полей скорости в пограничном слое жидкости на основе высокоскоростной термографии» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 48-51 (2020)

Предложен новый бесконтактный метод визуализации полей скорости в пограничном слое неизотермической жидкости путем беззасевного трассирования. Метод основан на высокочастотной тепловизионной регистрации динамики температурных неоднородностей, играющих роль пассивной примеси в течении, через прозрачную для инфракрасного излучения стенку. В результате обработки последовательности тепловизионных изображений с использованием кросс-корреляционного алгоритма исследованы поля скорости пристенного течения, образующегося в области взаимодействия импактной затопленной струи воды с преградой, в диапазоне до 0 до 1 м/с, и определены границы ламинарно-турбулентного перехода в пограничном слое.

Маркеев А.П. «Переменные действие–угол в одном частном случае ограниченной задачи трех тел» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 52-57 (2020)

Рассматривается ограниченная задача трех тел (материальных точек), движущихся под действием ньютоновского гравитационного притяжения. Массы основных притягивающих точек равны, а сами точки движутся по круговым орбитам вокруг их общего центра масс. Третья точка имеет пренебрежимо малую массу и движется вдоль прямой, перпендикулярной плоскости орбит основных точек и проходящей через их центр масс. Задача о таком движении является интегрируемой. Для случая, когда движение третьей точки представляет собой колебания, в работе предложена процедура введения переменных действие–угол. В качестве примеров рассмотрены нелинейные колебания малой амплитуды и колебания с амплитудами, сколь угодно большими по сравнению с расстоянием между основными притягивающими точками.

Селюцкий Ю.Д. «О смене характера устойчивости положения равновесия при изменении жесткости по одной из обобщенных координат» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 58-61 (2020)

Рассматривается линейная механическая система с n степенями свободы. Исследовано чередование характера устойчивости тривиального равновесия при изменении жесткости по одной из обобщенных координат. Определено максимальное количество таких смен характера устойчивости. Приведен пример системы, в которой реализуется такое количество изменений характера устойчивости.

Теодорович Э.В. «О функциональной формулировке статистической теории турбулентности» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 62-65 (2020)

Рассматривается уравнение Навье–Стокса при наличии внешней регулярной и случайной силы. Статистическое решение описывается в терминах характеристического функционала, подчиняющегося уравнению в функциональных производных. Получены представления для поправок к вязкости и дисперсии внешних случайных сил за счет турбулентного перемешивания. Найдена связь между вершинами трех различных типов, позволяющая учесть вклад вершин всех типов в физические характеристики турбулентности.

Шамаев А.С., Шумилова В.В. «Асимптотика спектров одномерных собственных колебаний в средах, состоящих из твердых и жидких слоев» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 66-70 (2020)

Исследованы спектры одномерных собственных колебаний двухфазных слоистых сред с периодической структурой. В качестве первой фазы рассмотрен изотропный твердый (упругий или вязкоупругий) материал, а в качестве второй фазы – вязкая сжимаемая или несжимаемая жидкость. Установлено, что точками указанных спектров являются корни трансцендентных уравнений, число которых равно числу периодов, содержащихся в данном образце слоистой среды. Описано множество начальных приближений, используемых при численном решении этих уравнений для многослойных сред.

Алексеев Г.В., Левин В.А., Терешко Д.А. «Проектирование тепловых концентраторов наивысшей эффективности на основе оптимизационного метода» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 71-74 (2020)

Рассматриваются обратные задачи для двухмерной модели теплопереноса, возникающие при разработке технологий проектирования тепловых концентраторов. С помощью оптимизационного метода указанные задачи сводятся к конечномерным экстремальным задачам, для решения которых применяется метод роя частиц. Показано, что спроектированные с помощью оптимизационного метода концентраторы просты в реализации и обладают наивысшей эффективностью в рассматриваемом классе устройств.

Грек Г.Р., Катасонов М.М., Козлов В.В., Корнилов В.И. «Влияние распределенного отсоса на развитие возмущений на крыловом профиле» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 75-79 (2020)

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния распределенного отсоса через перфорированную секцию симметричного крылового профиля на пространственное развитие возмущений в пограничном слое. Показано, что данный способ управления позволяет снизить в 10 раз интенсивность естественных пульсаций скорости пограничного слоя, а при наложении акустического поля на частоте субгармоники основной волны интенсивность возмущений уменьшается примерно в 20 раз. Отсос способствует не только уменьшению интенсивности высокочастотных пульсаций для естественных и вынужденных возмущений, но и существенно влияет на среднее течение, вплоть до устранения отрыва пограничного слоя вблизи задней кромки крыла.

Крашенинников С.Ю., Миронов А.К., Бендерский Л.А. «Динамическое воздействие турбулентной струи на окружающую среду» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 80-84 (2020)

На основе результатов измерений и численного моделирования анализируется взаимодействие турбулентных струй (закрученных и без закрутки) с окружающей средой. Показано, что механизм воздействия струи на окружающую среду связан с понижением статического давления в струе, характер втекания в струю внешней среды не зависит от механизма появления пониженного давления и кинетическая энергия струи является источником энергии для индуцированного течения.

Луценко Н.А. «Моделирование процесса извлечения ценных металлов из металлсодержащих сред методом фильтрационного горения» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 85-89 (2020)

Предложены оригинальная математическая модель и численный метод для описания фильтрационного горения пористых металлсодержащих сред с учетом происходящих в них фазовых превращений металла (плавление/кристаллизация и испарение/конденсация). Проведенные расчеты гетерогенного горения кадмийсодержащей смеси показали, что при распространении спутной волны горения происходит накопление металла (повышение его концентрации) в области перед фронтом реакции. Таким образом, показано, что посредством фильтрационного горения можно эффективно обогащать металлсодержащие среды, повышая в них концентрацию редких металлов в десятки раз.

Черкасов С.В., Фархутдинов А.М., Шаипов А.А. «Об эффекте остаточного дебита геотермальной циркуляционной системы теплоотбора» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 90-92 (2020)

Эффект остаточного дебита представляет собой переток флюида из резервуара теплоэнергетических вод через водозаборную скважину, теплообменник, и нагнетательную скважину циркуляционной геотермальной системы после выключения насосного оборудования. Ранее данный феномен упоминался в литературе как возможность обратной закачки охлажденного флюида без давления, однако подробно не исследовался. После наблюдения эффекта на Ханкальской опытно-промышленной геотермальной станции авторами были рассмотрены физические основы эффекта и возможность его использования в хозяйственной деятельности.