Бражкин В.В. «Иерархия времен установления распределения Гиббса» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 5-8 (2020)

Показано, что существует три характерных масштаба времен установления термодинамического равновесия: время термализации системы; время установления однородной температуры в системе после контакта с термостатом и, наконец, время установления полной эргодичности в системе. Первое время определяется столкновениями частиц (во флюидах) или многофононными процессами (в конденсированных средах) и лежит в интервале от десятков пикосекунд (в плотных флюидах) до микросекунд (в чистых кристаллах при низких температурах). Второе время определяется температуропроводностью и размерами системы и для образцов миллиметровых размеров составляет секунды. Третье время определяется скоростями диффузии частиц и может варьироваться в пределах от сотен пикосекунд (в газах и жидкостях) до астрономических времен (в твердых телах при низких температурах). Обсуждается понятие эргодичности применительно к кристаллам и стеклам.

Веденяпин В.В., Воронина М.Ю., Руссков А.А. «О выводе уравнений электродинамики и гравитации из принципа наименьшего действия» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 9-13 (2020)

Проблема обоснования уравнений гравитации и электродинамики с помощью принципа наименьшего действия является классической. Предлагается вывод уравнений Власова–Максвелла–Эйнштейна из классического, но немного более общего принципа наименьшего действия. При этом получается впервые вывод правых частей уравнений Максвелла и Эйнштейна, а потому и замкнутая система уравнений для гравитации и электродинамики.

Воропаев С.А., Нугманов И.И., Душенко Н.В., Джинго Я. «Зависимость упругих свойств Н5-хондритов (NWA 12370) от давления» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 14-17 (2020)

С помощью ультразвуковых волн изучены механические свойства хондрита NWA 12370, петрологический тип H5, в зависимости от внешнего гидростатического давления. Данный метеорит является фрагментом каменного дождя из обломков внутренней части крупного астероида, размером порядка 200 км. На ранней стадии Солнечной системы такие планетозимали вносили существенный вклад в развитие планет земной группы. Понимание особенностей связи внутренней структуры и упругих свойств хондритов важно как для оценки их вклада в состав коры и верхней мантии Луны и Земли, так и для уточнения механизмов формирования металлического ядра у планет земной группы в целом.

Епифанов В.П., Сазонов К.Е. «Влияние стационарных периодических волновых структур на локальную прочность ледяного поля» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 18-25 (2020)

Исследуется влияние нелинейных волновых структур на локальную твердость ледяного поля динамического типа формирования. Волновые структуры формируются при интерференции изгибно-гравитационных и продольных волн. Источником колебаний является когерентное излучение в самом льде. Различие локальных твердостей льда в узлах и пучностях стоячих волн (до 60%) объяснено динамическим метаморфизмом льда. Зависимости локальной твердости льда от координат в продольных и поперечных профилях ледяного поля имеют вид периодических кривых. Выделены масштабы текстур и построена фазовая поверхность волновых структур, которая не является монохромной и отражает пространственную неоднородность прочностных свойств ледяного поля. Эффект волнового воздействия зависит от условий на границе контакта льда со стенками бассейна. Количественно определено влияние волновых структур на прочностные свойства ледяного поля как одного из возможных факторов пространственной изменчивости свойств льда в условиях залегания.

Савенко О.А., Степко А.С., Шевченко Н.Н., Кошкин А.В., Лебедев-Степанов П.В. «Самосборка флуоресцентных фотонно-кристаллических структур в каплях бинарного растворителя вода–глицерин» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 26-33 (2020)

Экспериментально исследована морфология фотонно-кристаллических структур, получаемых самосборкой флуоресцентных наночастиц-маркеров из испаряющихся капель бинарного растворителя вода–глицерин, компоненты которого существенно отличаются по вязкости и скорости испарения, будучи при этом бесконечно растворимы друг в друге при нормальных условиях. Показано, что основным разупорядочивающим самосборку фактором являются вихревые потоки Марангони, причем изменение начального соотношения концентраций компонентов бинарной смеси позволяет управлять степенью упорядочения образующейся после испарения растворителя из капли твердой фазы, распределенной на подложке. Малой начальной концентрации любого компонента бинарного растворителя отвечает наиболее упорядоченное распределение, а средним концентрациям – наиболее разупорядоченное. Рассчитаны характерные значения чисел Марангони в экспериментах. Показано, что средний радиус распределения ансамбля частиц-маркеров по подложке может служить дескриптором для описания степени упорядоченности.

Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М., Евдокимов В.С. «Метод блочного элемента в разложении решений сложных граничных задач механики» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 34-38 (2020)

Строится точное решение в первом квадранте плоской граничной задачи второго рода для динамических уравнений упругости Ламе, разложенное по решениям граничных задач для уравнения Гельмгольца. Эти решения представлены в форме упакованных блочных элементов.

Бакулин В.Н., Недбай А.Я. «Динамическая устойчивость цилиндрической оболочки, подкрепленной продольными ребрами кусочно-постоянной толщины, при действии осевой нагрузки» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 39-45 (2020)

Предложена модель для исследования одновременных параметрических и продольных колебаний ортотропной цилиндрической оболочки, подкрепленной продольными ребрами кусочно-постоянной толщины, при действии осевой нагрузки, гармонически изменяющейся во времени. Учет дискретного расположения и изменения толщины ребер осуществляется с помощью обобщенных функций. Рассмотрены основные этапы решения задачи c помощью предложенной комбинации методов. На численном примере впервые построены зависимости главной области неустойчивости от геометрических параметров ребер и проведено сравнение с областями неустойчивости для ребер со среднеинтегральной толщиной. Разработанная модель позволяет значительно уточнить решения задач по расчету динамической устойчивости ортотропных цилиндрических оболочек с ребрами кусочно-постоянной толщины.

Гайфуллин А.М., Жвик В.В. «Связь дальней асимптотики струи с профилем скорости в отверстии» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 46-49 (2020)

В приближении пограничного слоя рассмотрена затопленная незакрученная струя вязкой несжимаемой жидкости, вытекающая из отверстия. При помощи закона сохранения установлена связь неизвестной константы во втором члене обратного координатного разложения дальнего поля струи с профилем скорости в отверстии.

Ломакин Е.В., Лурье С.А., Рабинский Л.Н., Соляев Ю.О. «Концентрация напряжений вблизи жестких цилиндрических включений в условиях антиплоского сдвига» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 50-56 (2020)

Представлены аналитические решения задач о концентрации напряжений вблизи цилиндрического включения с круглым и эллиптическим поперечным сечением в условиях антиплоского сдвига. Решения построены в рамках изотропной градиентной теории упругости в предположении высокой жесткости включений по сравнению с матрицей, что соответствует типичным характеристикам волокнистых композиционных материалов. Показано, что вблизи тонких включений, размеры сечения которых сопоставимы с характерным размером микроструктуры материала матрицы, может происходить снижение концентрации напряжений по сравнению со стандартными оценками, известными в теории упругости. Для круговых цилиндрических включений получены замкнутые решения, справедливые для материалов с малым объемным содержанием включений, которые могут быть использованы для прогноза прочности композитов при сдвиге вдоль армирующих волокон, а также для идентификации дополнительных параметров градиентной теории упругости.

Назаров С.А. «Асимптотический анализ двухрядного клепания пластин Кирхгофа» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 57-62 (2020)

Рассмотрены две пластины Кирхгофа, соединенные посредством двух шеренг заклепок, которые расположены с малым периодом h и моделируются точечными условиями сопряжения Соболева. Обнаружен новый и неожиданный эффект: в случае зеркальной симметрии шеренг почти полное сцепление пластин происходит при экспоненциально малом (относительно h) расстоянии между шеренгами. Тот же эффект при расположении заклепок в шахматном порядке возникает лишь в случае степенной малости расстояния. Эти результаты получены при помощи анализа явления пограничного слоя. Найдены условия, при которых в пределе реализуется шарнирное соединение с трением.

Пантелеев И.А., Мубассарова В.А., Зайцев А.В., Карев В.И., Коваленко Ю.Ф., Устинов К.Б., Шевцов Н.И. «Эффект Кайзера при многоосном непропорциональном сжатии песчаника» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 63-67 (2020)

На Испытательной системе трехосного независимого нагружения ИПМех РАН проведено экспериментальное исследование закономерностей деформирования и разрушения песчаника при непропорциональном двух- и трехосном циклическом сжатии с вариациями ориентации эллипсоида Ламе и непрерывной регистрацией акустической эмиссии. Обнаружено, что проявление эффекта Кайзера в текущем цикле многоосного непропорционального сжатия зависит от характера изменения размера, формы и ориентации эллипсоида Ламе относительно предыдущего цикла. Эффект Кайзера наблюдается в случае, если материал ранее уже был подвержен активному нагружению, соответствующему заданной ориентации эллипсоида напряжений. Степень проявления указанного эффекта определяется характером изменения формы этого эллипсоида.

Суржиков С.Т. «Расчетный анализ экспериментальных данных по аэротермодинамике гиперзвукового аппарата HIFIRE-I» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 68-72 (2020)

Представлены результаты численного моделирования экспериментальных данных по тепловому и силовому воздействию на экспериментальный гиперзвуковой летательный аппарат HIFiRE-1 при скорости полета М=6.58 и 7.16. Расчеты выполнены с использованием авторского компьютерного кода, в котором реализована конечно-разностная технология интегрирования системы усредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса на многоблочных структурированных сетках с использованием двух алгебраических моделей турбулентности. Учет ламинарно-турбулентного перехода и турбулентного характера течения вблизи кормовой юбки летательного аппарата HIFiRE-1 позволил получить хорошее согласие с экспериментальными данными.

Чернов А.А., Гузев М.А., Пильник А.А., Владыко И.В., Чудновский В.М. «Новый подход к аналитическому описанию роста парового пузырька в перегретой жидкости» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 73-77 (2020)

Представлена математическая модель роста парового пузырька в перегретой жидкости, учитывающая как динамические, так и тепловые эффекты и включающая в себя известные классические уравнения – уравнение импульсов и уравнение теплопроводности, записываемые с учетом процесса испарения жидкости. Найдено приближенное полуаналитическое решение задачи, построение которого основано на существовании квазистационарного состояния для процесса роста пузырька. Это позволяет редуцировать исходную краевую задачу с подвижной границей к системе обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка. Полученное решение справедливо на всех стадиях процесса и в широком диапазоне режимных параметров. Показано, что на больших временах решение становится точным автомодельным и в предельных случаях согласуется с известными решениями других авторов.

Андреев В.Г., Вдовин В.А., Глазунов П.С., Васильев А.Б., Пинаев Ю.В., Хорин И.А., Черепенин В.А. «Измерение проводимости ультратонких пленок платины в СВЧ-диапазоне» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 78-83 (2020)

Представлены результаты измерений коэффициентов отражения и пропускания пленок платины толщиной 1–30 нм, изготовленных на кварцевых подложках методом магнетронного распыления. Измерения проводились в прямоугольном волноводе на частотах 9–11 ГГц. При падении волны на пленку Pt со стороны кварцевой подложки (Q–Pt-ориентация) отмечено увеличение максимального значения коэффициента поглощения (A_max=0.45), а также наличие явно выраженного минимума коэффициента отражения ((R_min=0.23) при толщине пленки 3 нм. Для пленок толщиной менее 10 нм измеренные значения вполне соответствуют модельной зависимости удельной проводимости от толщины. Расчеты удельной проводимости пленок Pt от толщины проведены с использованием приближенных граничных условий и измеренных значений коэффициента отражения.

Велиев Е.И., Ганиев Р.Ф., Глазунов В.А., Филиппов Г.С. «Перспективные малоинвазивные роботохирургические комплексы параллельной структуры» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 84-88 (2020)

Рассматривается современное состояние роботизированных ассистирующих комплексов в малоинвазивной хирургии. Предложены три различных манипулятора для роботизированной хирургии, отличающиеся от известных зарубежных аналогов рядом преимуществ.

Ганиев С.Р., Шмырков О.В., Курменев Д.В. «Об эффекте резкого повышения интенсивности протекания гидродинамических и нелинейных волновых процессов при изменении геометрии проточной части и давления на входе и выходе гидродинамических генераторов вихревого типа» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 89-92 (2020)

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния геометрии проточной части камеры и давления на входе и выходе генератора вихревого типа на интенсивность и характер протекания нелинейных волновых и гидродинамических процессов.