Шагапов В.Ш., Башмаков Р.А., Рафикова Г.Р., Мамаева З.З. «Затухающие собственные колебания жидкости в скважине, сообщающейся с пластом» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 5-14 (2020)

Исследуются собственные колебания столба жидкости в вертикальной скважине, возникающие при резком закрытии или открытии скважины (гидроударе). При этом период колебаний, интенсивность их затухания определяются не только протяженностью столба жидкости в скважине, ее диаметром и реологическими свойствами жидкости, но и коллекторскими характеристиками призабойной зоны пласта (в частности, коэффициентами проницаемости, качеством перфорации скважин и свойствами трещин, образовавшихся вследствие гидроразрыва пласта). С использованием математической модели, описывающей движение столба жидкости в скважине и фильтрацию в призабойной зоне, найдены решения задачи о собственных затухающих колебаниях столба жидкости в скважине. Получены характеристические уравнения для определения комплексных частот (частоты колебаний и коэффициента затухания). Изучены зависимости частоты колебаний, коэффициента затухания и декремента затухания от проницаемости пласта, найдена амплитуда колебаний в различных точках скважины.

Болотнова Р.Х., Гайнуллина Э.Ф. «Исследование влияния диссипативных свойств водной пены на динамику ударных волн» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 15-21 (2020)

С использованием новых экспериментальных данных исследовано распространение ударной волны в слое водной пены и проведена визуализация динамики водосодержания в пене под воздействием этой волны. Разработана математическая модель, описывающая поведение пены как неньютоновской жидкости. В модели учитываются эффективная вязкость Гершеля–Балкли, межфазные теплообменные процессы в рамках модели Ранца–Маршалла и уравнения состояния, описывающие термодинамические свойства компонентов водной пены. Модель численно реализована в разработанном решателе в пакете OpenFOAM. Проанализировано влияние водной пены на эволюцию ударной волны.

Губайдуллин Д.А., Федоров Ю.В. «Волновая динамика покрытых оболочкой включений в вязкоупругой среде» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 22-30 (2020)

Получено модифицированное уравнение Рэлея–Лэмба, учитывающее радиальные колебания покрытой вязкоупругой оболочкой капли жидкости, в центре которой находится пузырек газа и которая помещена в вязкоупругую среду. Для случая малых колебаний включения решена задача о теплообмене между газом, жидкой фазой, вязкоупругой оболочкой и несущей жидкостью. Выведено дисперсионное уравнение для пузырьковой среды. Исследовано влияние оболочки включений, вязкоупругости несущей фазы на динамику акустических волн. Проведено сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными.

Губайдуллин А.А., Болдырева О.Ю. «Волны в пористой среде со слоем, содержащим газовый гидрат» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 31-38 (2020)

Проведено моделирование распространения гармонических и импульсных волн в слоистой пористой среде, один из слоев которой содержит газовый гидрат. Показано, что полученная волновая картина позволяет прогнозировать наличие гидрата в слое и его толщину, если при этом выполнены термобарические условия существования газового гидрата.

Сандуляну Ш.В. «Силы вязкого взаимодействия двух пульсирующих сфер в жидкости вблизи зоны их контакта» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 39-45 (2020)

Рассматривается взаимодействие двух сферических пузырьков с переменными радиусами при движении в вязкой жидкости вдоль линии, соединяющей их центры. Функция тока, удовлетворяющая уравнению Стокса, найдена в бисферических координатах в виде ряда по полиномам Гегенбауэра. Выражения для вязких сил, действующих на сферы, представлены в виде бесконечных рядов. Вблизи зоны контакта пузырьков получены асимптотические выражения для этих сил.

Герасимов С.И., Зубанков А.В., Калмыков А.П., Капинос С.А., Косяк Е.Г., Кузнецов П.Г. «Экспериментальное исследование движения ударника в соленом льду» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 54-58 (2020)

Приводятся результаты экспериментального исследования нормального соударения цилиндрических ударников с морским льдом. Анализируется динамика развития волновых процессов в толще соленой ледяной преграды и поведение сил сопротивления прониканию ударников при различных значениях скорости соударения. Рассматривается возможность использования индукционных сечений для фиксации во времени положения ударников в преграде в диапазоне начальных значений скоростей 800–1500 м/с. С использованием метода импульсного рентгенографирования получены диаграммы движения (зависимость глубины от времени) и размеры образующихся каверн.

Паймушин В.Н., Фирсов В.А., Шишкин В.М. «Комплексные собственные частоты колебаний и демпфирующие свойства удлиненной пластины с интегральным демпфирующим покрытием» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 114-127 (2020)

Рассмотрены классические способы поверхностного демпфирования изгибных колебаний тонкостенных конструкций и перспективный интегрированный способ демпфирования с использованием покрытия, состоящего из двух слоев материала с выраженными вязкоупругими свойствами, между которыми располагается тонкий армирующий слой высокомодульного материала. Создан конечный элемент с 14 степенями свободы для моделирования удлиненной пластины с указанным демпфирующим покрытием, позволяющий учитывать поперечное обжатие демпфирующих слоев при высокочастотных колебаниях пластины. С использованием метода итераций решена обобщенная задача определения комплексных собственных значений нижней части спектра комплексных форм и частот свободных колебаний демпфированной пластины с учетом частотной зависимости динамических модулей упругости материала. По мнимым частям комплексных собственных частот и относительному рассеянию энергии при резонансе определены демпфирующие свойства пластины.

Богульский И.О., Волчков Ю.М. «Численное решение задач деформирования упругих тел при импульсном нагружении» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 128-140 (2020)

С использованием явных алгоритмов численного решения, основанных на нескольких локальных аппроксимациях каждой из искомых функций линейными полиномами, исследуются три способа аппроксимации младших недифференциальных членов в уравнениях динамических задач механики деформируемых тел. При построении алгоритма формулируются дополнительные уравнения, основанные на законе сохранения энергии. Изучены свойства предлагаемых схем: диссипативность, монотонность и устойчивость. Приводятся результаты численного решения задачи о деформировании упругой пластины с постоянными по ее толщине деформациями сдвига (модель Тимошенко). Результаты численного решения задачи о деформировании упругого диска при импульсном нагружении сравниваются с аналитическим решением этой задачи.

Кинеловский С.А. «Модель полиморфного превращения вещества в ударной волне. 1. Углерод» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 141-150 (2020)

Рассмотрена модель, позволяющая на основе экспериментальных данных о сжатии вещества ударной волной описать процесс полиморфного фазового перехода в ударной волне. При этом полагается, что фазовый переход в непористом веществе имеет мартенситный характер и происходит в стационарной ударной волне, возникающей позади первой в непосредственной близости от нее. Определены условия возникновения этой ударной волны. Модель апробирована для непористого пиролитического графита. Показано, что модель удовлетворительно описывает экспериментальные результаты, полученные в различных исследованиях для этого типа графита.

Селахи Э. «Исследование несущей способности гибридных вертикальных T- и L-образных болтовых соединений композитных материалов, подвергаемых воздействию подводной ударной волны» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 151-161 (2020)

С помощью метода конечных элементов выполнено численное моделирование разрушения гибридных вертикальных T- и L-образных болтовых соединений, подвергаемых воздействию подводной ударной волны. В качестве соединяемых материалов использовались ортотропные волокнистые композиты, болты и клеевые слои, изготовленные из изотропных материалов. Установлено, что гибридные вертикальные T- и L-образные болтовые соединения существенно прочнее клеевых T- и L-образных соединений.

Холизаде Паша А.Х., Садехи А. «Теоретическое и экспериментальное исследование нелинейных колебаний погруженной в жидкость консоли атомно-силового микроскопа, имеющей кинжальную форму» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 174-183 (2020)

Исследуется нелинейное динамическое поведение погруженной в жидкость консоли атомно-силового микроскопа, имеющей кинжальную форму. Поведение консоли моделируется с использованием теории балок Тимошенко, учитывающей инерцию поворота поперечного сечения и поперечный сдвиг. При моделировании взаимодействия зонда консоли и поверхности образца используется теория Герца. В качестве жидкости, в которую погружается зонд, рассматривались вода, метанол, ацетон и углеродистый тетрахлорид. Во всех случаях обнаружено разупрочнение материала консоли. С увеличением вязкости жидкости резонансная частота уменьшается. Показано, что результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Ван С.Л., Ян С.Ц., Чзан Ж. «Динамические напряжения при распространении плоской гармонической горизонтально поляризованной волны сдвига в пьезоэлектрическом материале с некруговой полостью» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 184-192 (2020)

Изучаются динамические напряжения при распространении плоской гармонической горизонтально поляризованной волны в пьезоэлектрическом материале с некруговым отверстием. С использованием конформного преобразования задача для материала с некруговым отверстием сводится к задаче для материала с круговым отверстием. Для определения неизвестных коэффициентов в аналитическом выражении для коэффициента концентрации динамических напряжений используются краевые условия. Исследовано влияние волнового числа набегающей волны, пьезоэлектрической константы материала и коэффициента эксцентриситета полости на распределение коэффициента концентрации динамических напряжений. Установлено, что распределение коэффициента динамических напряжений в окрестности полости со стороны, обращенной к набегающей волне, существенно отличается от распределения коэффициента динамических напряжений в области, находящейся на противоположной стороне.

Юй Л.Ф., Цзо Ч.Г., Ли Л., Лю Ш.Х., Чжао Ш.Т. «Экспериментальное исследование разрушения круглых струй слабоконцентрированного раствора полимера при истечении в неподвижный воздух» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 201-210 (2020)

Приведены результаты экспериментального исследования разрушения струй слабоконцентрированного полимерного раствора, вытекающих из сопла в неподвижный воздух со скоростями 30–87 м/c. Полимерный раствор представляет собой растворенный в дистиллированной воде полиэтиленоксид с длинными цепочками, относительная молекулярная масса которого равна нескольким миллионам. Концентрация раствора составляет порядка 10^–4. Процесс разрушения струи регистрировался высокоскоростной камерой через четыре окна, установленные вдоль струи. Показано, что характер разрушения струи слабоконцентрированного полимерного раствора отличен от характера разрушения струи ньютоновской жидкости. Обнаружено, что маломасштабные межфазные возмущения подавляются, в то же время наблюдается закрученный столб жидкости, колеблющийся с большой амплитудой. При значении скорости струи, превышающем критическое значение, происходит отслоение с поверхности струи жидких пленок и волокон. Обнаружено четыре типа разрушения струи. Установлено, что диаметры основного столба жидкости и волокон жидкости уменьшаются с увеличением скорости струи.