Беляев Б.А., Лексиков Ан.А., Тюрнев В.В., Шабанов Д.А. «Исследование композита: металлические наночастицы в диэлектрической матрице и многослойных полосно-пропускающих фильтров на его основе» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 5-11 (2021)

Исследованы частотные и концентрационные зависимости эффективной комплексной диэлектрической проницаемости композита: наночастицы серебра в диэлектрической матрице из полистирола. Установлено, что с ростом объемной концентрации частиц в композите до ∼33% действительная компонента его относительной диэлектрической проницаемости увеличивается с 2.6 до ∼10³, при этом вплоть до частоты 1 ТГц тангенс угла диэлектрических потерь не превышает 10^–2. Показана возможность создания на композитных слоистых структурах полосно-пропускающих фильтров, настройка которых осуществляется подбором концентрации частиц в четвертьволновых слоях зеркал, обеспечивающих оптимальное взаимодействие полуволновых резонаторов друг с другом, а крайних резонаторов – со свободным пространством. Высокий контраст диэлектрических проницаемостей матрицы и композита позволяет изготавливать зеркала с требуемой отражательной способностью на минимальном количестве слоев.

Денисов А.Н., Семёнов С.Л. «Полностью стеклянные одномодовые микроструктурированные волоконные световоды с большим полем моды» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 12-15 (2021)

Предложен новый дизайн полностью стеклянных микроструктурированных волоконных световодов с большой сердцевиной. Проведен численный анализ свойств этих световодов с использованием метода конечных элементов, рассчитаны потери на вытекание фундаментальных и высших мод в спектральном диапазоне от 0.8 до 1.4 мкм. Показано, что предложенный дизайн позволяет получить одномодовый режим в спектральном диапазоне от 0.87 до 1.11 мкм для прямых и изогнутых световодов при радиусе изгиба 0.25 м.

Знаменская И.А., Дорощенко И.А., Сысоев Н.Н., Татаренкова Д.И. «Результаты количественного анализа высокоскоростной теневой съемки течений в ударной трубе при помощи машинного зрения и обучения» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 16-20 (2021)

Описаны результаты исследований нестационарных газодинамических течений в канале ударной трубы длительностью до 6 миллисекунд, полученные непрерывной высокоскоростной теневой съемкой и последующей обработкой больших данных – на основе машинного зрения (выделение границ и преобразование Хафа) и машинного обучения (сверточная нейронная сеть). Исследовалась с частотой съемки 150 тыс. к/с качественно и количественно эволюция разрывных потоков в прямоугольном канале ударной трубы за ударной волной с числами Маха от 2 до 3.5; построены зависимости угла наклона косого скачка уплотнения от времени, оценено время выхода течений на дозвуковой режим. Показана возможность проведения исследований в газодинамике на основе анализа больших данных цифровой съемки с помощью предложенного подхода.

Сандитов Д.С., Машанов А.А. «Ангармонизм и отношение квадратов скоростей звука в стеклообразных твердых телах» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 21-26 (2021)

Полученная зависимость отношения квадратов скоростей продольной и поперечной акустических волн v²_L/ v²_S от параметра Грюнайзена γ – меры ангармонизма – находится в согласии с экспериментальными данными. Величина v²_L/ v²_S оказывается однозначной функцией отношения тангенциальной и нормальной жесткостей межатомной связи. Ключевые слова: скорости упругих волн, ангармонизм, уравнения Грюнайзена, Леонтьева, Беломестных–Теслевой, тангенциальная и нормальная жесткости межатомной связи, стекла

Сандитов Д.С., Сангадиев С.Ш. «Характерная скорость охлаждения и стеклование жидкостей» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 27-30 (2021)

Работа посвящена анализу и обобщению кинетических критериев стеклования с привлечением модели делокализованных атомов. Предлагается обобщенный критерий перехода жидкость–стекло. Жидкость переходит в замороженное стеклообразное состояние, когда скорость ее охлаждения q=dT/dt достигает определенной доли C_g от характерной скорости охлаждения qg = T_g/τ_g, тесно связанной со временем релаксации структуры τg при температуре стеклования T_g.

Чашечкин Ю.Д., Ильиных А.Ю. «Распад капли на отдельные волокна на границе области контакта с принимающей жидкостью» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 31-35 (2021)

Впервые наблюдался процесс распада на волокна свободно падающей в воду капли (вода, насыщенный раствор железного купороса, ализариновые чернила) в окрестности линии слияния жидкостей. Проведена фото- и видеорегистрация эволюции картины течения. На дне каверны также визуализированы кольцевые капиллярные волны, охватывающие область слияния. Прослежены переносящие вещество капли тонкие радиальные струйки (лигаменты), сходящие с заостренных гребней возмущенной границы области слияния жидкостей. В режиме образования всплеска лигаменты продолжаются в венце, пронизывают пелену и частично проникают в шипы на вершинах заостренных зубцов на ее кромке. Следы окрашенных веществом капли струек образуют линейчатые и сетчатые структуры, деформируемые течениями и расплывающиеся под действием диффузии. Брызги – последовательности растущих мелких капелек – вылетают с вершин шипов, размеры и угловое положение которых меняются со временем. Дополнительное ускорение жидкости в струйках связано с конверсией доступной потенциальной энергии при уничтожении свободных поверхностей сливающихся жидкостей.

Вараксин А.Ю. «О влиянии макро-, микро- и наночастиц на турбулентность несущего газа» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 36-39 (2021)

С использованием двухпараметрической модели турбулентности для двухфазного потока впервые получено соотношение, учитывающее все основные механизмы влияния частиц на турбулентность газа. Найденное выражение позволяет проводить анализ влияния частиц на энергию турбулентности несущей фазы в широком диапазоне изменения инерционности последних. Показано, что турбулизующий эффект предельно малоинерционных частиц (наночастицы) сменяется ламинаризующим эффектом малоинерционных частиц (микрочастицы), а затем снова сменяется на турбулизующий вследствие дополнительной генерации турбулентности в следах за крупными частицами (макрочастицы).

Егоров И.В., Пальчековская Н.В. «Численное моделирование восприимчивости сверхзвукового пограничного слоя к акустическим возмущениям в течениях сжатия и разрежения» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 40-43 (2021)

Численно исследована восприимчивость пограничного слоя на плоской пластине к акустическим возмущениям в набегающем сверхзвуковом потоке газа. Рассмотрены углы атаки, при которых в поле течения формируются как ударные волны, так и веер волн разрежения. Изучены особенности взаимодействия этих структур с акустическими волнами и получены закономерности в формировании области неустойчивости пограничного слоя на пластине.

Зайко Ю.С., Гареев Л.Р., Чичерина А.Д., Трифонов В.В., Веденеев В.В., Решмин А.И. «Экспериментальное обоснование применимости линейной теории устойчивости к затопленной струе» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 44-48 (2021)

Экспериментально получена затопленная струя воздуха круглого поперечного сечения диаметром 0.12 м с длинным ламинарным участком (не менее пяти диаметров струи) при числе Рейнольдса 5400. В рамках линейного анализа устойчивости обнаружены две ветви растущих возмущений, генерируемые тремя точками перегиба на профилях скорости струи, получаемой экспериментально. Определены диапазоны частот растущих возмущений, их скорости роста и длины волн. Проведены эксперименты по внесению контролируемых возмущений в струю с длинным ламинарным участком. Характеристики волн, усиливающихся в экспериментах вследствие внесения возмущений, оказались близки к предсказаниям линейной теории устойчивости. Таким образом, экспериментально подтверждена применимость линейной теории устойчивости к затопленной струе.

Куликовский А.Г., Чугайнова А.П. «Структуры разрывов в решениях уравнений, описывающих продольно-крутильные волны в упругих стержнях» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 49-52 (2021)

Изучаются структуры разрывов (с учетом вязкости) в решениях гиперболической системы уравнений, описывающих связанные продольно-крутильные волны в упругих стержнях. Обнаружены условия существования особых разрывов, а также условия отсутствия структуры эволюционных разрывов.

Шматков А.М. «Использование подвижных объектов для изменения положения твердого тела без смещения его центра масс» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 53-56 (2021)

В явной форме найдены законы управления движущимися внутренними массами, позволяющие по заданной программе изменить ориентацию твердого тела без смещения его центра масс при отсутствии внешних сил. Указаны ограничения на возможные последовательности положений тела в различные моменты времени. Проведено сравнение со случаем единственной подвижной массы и случаем, когда все массы имеют один и тот же вектор скорости. Полученные соотношения можно использовать для управления космическими аппаратами и робототехническими системами.

Клименко В.В., Кондратьева О.Е., Терешин А.Г., Федотова Е.В., Локтионов О.А., Воронкова Е.М. «Изменение ветрового режима на территории России и аварийность воздушных линий электропередач» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 57-64 (2021)

Рассмотрены изменения ветрового режима на территории России и выполнен анализ влияния этих изменений на аварийность воздушных линий электропередач (ВЛ). Опираясь на актуальные данные метеорологических наблюдений Росгидромета и статистику ПАО “Россети”, авторы провели расчет наблюдаемых изменений экстремальных скоростей ветра в течение последних сорока лет и оценили их связь с числом аварий ВЛ для Кубани, Башкирии и Забайкалья. Установлено, что климатические изменения на территории России в последние десятилетия привели к снижению максимальных скоростей ветра в исследуемых регионах, что способствовало снижению аварийности ВЛ за счет ветрового воздействия. Однако анализ динамики этих изменений с привлечением данных климатических моделей CMIP5 указывает на недавнее изменение этой тенденции в ряде регионов, что может привести к увеличению числа аварий ВЛ. Необходимы дальнейшие исследования изменений ветрового режима на территории энергосистем России для обеспечения их надежного функционирования в условиях климатических изменений.

Наумов И.В., Окулова Н.В., Шарифуллин Б.Р., Ломакина В.А., Окулов В.Л. «Экспериментальное исследование влияния нано- и микрошероховатостей на интенсивность закрученного потока» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 65-68 (2021)

Исследуется влияние наношероховатостей на структуру замкнутого вихревого потока, генерируемого в неподвижном вертикальном цилиндрическом контейнере верхним вращающимся диском с нанесением различных шероховатостей на его поверхность. Установлено, что при увеличении числа Рейнольдса наличие шероховатостей на вращающемся диске приводит к увеличению протяженности вдоль оси вихревой ячейки с циркуляционным движением, приводя к интенсификации перемешивания и массопереноса. Впервые показано, что для случая взаимодействия Венцеля жидкости с поверхностью (без “воздушной” прослойки между жидкостью и поверхностью) для наношероховатостей, моделирующих супергидрофобную поверхность листа лотоса, наблюдается 5–11% увеличение размера вихревой ячейки. Полученные результаты представляют интерес для дальнейшего развития вихревых аппаратов и реакторов, обеспечивающих сложное вихревое движение ингредиентов, оптимизации работы действующих установок и для проектирования новых устройств.

Никитаев Ю.А., Кузнецов Г.П., Ассовский И.Г., Берлин А.А. «Гетерогенный фотосенсибилизатор на основе оксида цинка для фотоочистки водных сред» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 69-72 (2021)

Предложен новый композиционный материал на основе оксида цинка, фотосенсибилизированного к дневному свету органическим красителем фталоцианиновой группы. Экспериментально доказана фотоактивность полученного материала и эффективность его применения для фотоoчистки водных сред от органических загрязнений.