Мелихов В.И., Мелихов О.И., Башар Салех «Волна термической детонации в системе «расплавленный свинец–водяной пар–вода»» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 180-182 (2022)

Для расчёта внутренней структуры детонационной волны разработана одномерная стационарная модель для многофазной смеси, состоящей из трех фаз: жидкий свинец (сплошная фаза) и капли воды внутри паровых пузырей (дисперсная фаза). Учитываются сила межфазного трения, теплообмен и фрагментация дисперсной фазы. Результаты исследований показали, что в волне термической детонации максимальное давление достигается около фронта ударной волны, а не в плоскости Чепмена–Жуге, что, позволяет точнее оценить воздействие волны термической детонации на оборудование при разрыве трубки парогенератора реактора БРЕСТ-ОД-300.

Мешков Е.Е., Мокрецов Р.В., Новикова И.А., Седов С.Ю., Смагин И.Р. «О возможности развития неустойчивости поверхности купола всплывающего пузыря» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 6-11 (2023)

Представлены результаты экспериментов по исследованию устойчивости купола водяного пузыря, всплывающего в растворе соли, с регистрацией методом PLIF течения в плоскости, совпадающей с осью симметрии пузыря. Эксперименты демонстрируют возможность развития неустойчивости в окрестности полюса купола подобного пузыря в соответствии с ранее опубликованными результатами расчетного моделирования.

Бырдин В.М. «Обратноволновой радиоимпульс» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 41-44 (2022)

Веснин В.Р., Скрябин А.С., Цыганков П.А. «Исследование процессов синтеза биоактивных покрытий электрофоретическим осаждением» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 60-63 (2022)

Проведен комплексный рентгенофазовый анализ полученных покрытий для получения информации о фазовом составе, кристалличности и размерах кристаллитов. Показано, что предложенная технология электрофоретического осаждения и последующей обработки подходит для создания слоев биоактивных кальций-фосфатов на поверхностях титановых мембран и углеродных имплантов.

«Расчет параметров элетродиспергирования электропроводной жидкости при реализации неустойчивости Тонкса–Френкеля» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 79-81 (2022)

Неустойчивость однородно заряженной полоской поверхности идеальной несжимаемой идеально проводящей жидкости по отношению к индуцированному в ней перпендикулярным к поверхности однородным электростатическим полем заряду, широко известна как неустойчивость Тонкса–Френкеля. Но физические параметры эмиттированных капелек до сих пор не рассматривались. Будем рассматривать задачу о качественном рас чете параметров капельки, эмитируемой на нелинейной стадии развития неустойчивости, когда поверхность имеет вид плоскости с выпуклостью в виде полусферы (для простоты) с радиусом, равным капиллярной постоянной.

Киселева С.В., Тепляков И.О., Ивочкин Ю.П., Михайлов Е.А. «Исследование влияния деформации свободной поверхности на электровихревое течение в полусферическом объеме» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 133-136 (2022)

В настоящее время, в мире ведется активный поиск альтернативных источников энергии для решения проблемы изменения климата. В качестве решения данного вопроса компания «General Fusion» предлагает создание термоядерных электростанций, так как энергия термоядерного синтеза имеет меньший углеродный след, чем другие источники энергии. «General Fusion» предлагает следующую конструкцию термоядерного реактора. Жидкий металл, являющийся теплоносителем, помещается во вращающийся цилиндр, при достижении достаточной скорости вращения жидкий металл отбрасывается на стенку и в центр (по оси цилиндра) вводится дейтерий-тритиевая плазма. Далее, при помощи механических ударников металл сжимается. Предполагается, что в центре камеры будут получены сжатие и температура, достаточные для возникновения термоядерной реакции. В этом подходе разгон металла осуществляется механическим способом. Мы предполагаем, что с помощью ЭВТ можно создать жидкометаллическую стенку электромагнитным способом, которую можно будет использовать в подобной конструкции. Возможность создания жидкометаллической стенки в системе с электровихревым течением была показана экспериментально в Объединенном институте высоких температур РАН.

Мамлеев А.А., Ильиных А.Ю. «Картины течений импакта капли воды в жидкий металл при комнатной и высокой температуре» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 164-166 (2022)

Задача импакта капли воды в жидкий металл представляет как фундаментальный, так и прикладной интерес. При низких температурах интерес составляет влияние различных плотностей жидкостей, а при высоких (больше температуры насыщения воды при атмосферном давлении) в картине течений появляются процессы, вызванные кипением воды. В энергетике в последнее время интенсивно развивается направление ядерных реакторов с жидкометаллическим теплоносителем, поэтому поставленная задача также интересна с точки зрения моделирования температурных катастроф ядерных энергетических установок. Сравнение картин течений импакта капель воды в жидкий металл при комнатной и высоких температурах показывает наличие, как некоторых сходств (образование каверны, венца, капиллярных волн), так и качественных различий (водный всплеск при высоких температурах оказывается сильно подавлен, появляются процессы, связанные с кипением жидкости, образуются металлические всплески – стримеры).

Марков А.А. «О вихреобразовании при синтезе микрочастиц за волной горения углерода в реакторе с каналом для подвода газа» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 167-169 (2022)

Известно, что состав газообразного окислителя является одним из наиболее удобных управляющих факторов для контроля параметров волны фильтрационного горения ФГ в твердом углеродном топливе наряду с общим расходом газообразного окислителя концентрация кислорода может определять уровень температуры во фронте волны горения, состав продуктов горения и скорость волны горения углеродного топлива. В исследованиях ФГ преимущественно применяется модель Дарси для вычисления перемещения фронта горения. В случаях, когда давление газа в порах недостаточно для полного стехиометрического превращения, давление в зоне реакции снижается и необходимый газовый реагент фильтруется в зону реакции. Процессы горения сопровождаются конвективным массопереносом, который влияет на макрокинетику химического взаимодействия и тепловыделение. Градиенты температуры приводят к появлению градиентов давления, которые приводят в движение газовую фазу и частички реагентов и продуктов горения. Отметим, что в законе Дарси отражается равновесие сил вязкости и перепада давления. В классической теории ФГ не требуется задания начальных данных для поля скоростей т.к. законе Дарси течение газа изначально предполагается потенциальным. Перепад давления в газовой фазе реактора приводит к принудительной фильтрации газа в порах твердой фазы, состоящей из смеси реагентов и продукта синтеза частиц. Примерами реакторов с принудительной (вынужденной) инфильтрацией газа в зону синтеза твердых частиц являются осесимметричные прямоточный и трёхзонный реактор, рассмотренные в работе, в которой приведены дополнительные ссылки и представлены уравнения тепловой и массовой дисперсии, полученные методом усреднения по элементарному объему на основе взаимно-проникающих континуумов. При таком подходе утраченная детальная информация о микро-масштабах, таких как конфигурация межфазных границ и т.п. присутствует в виде коэффициентов тепло –и массопереноса. Отмечается, что в усредненных уравнениях наряду с молекулярной диффузией тепла и вещества важную роль играет пористость реагентов и продуктов синтеза и дисперсионный механизм. Причиной концентрационной и тепловой дисперсии являются флуктуации массового и теплового потока, тогда как диффузия массы и тепла вызвана случайным молекулярным движением. Размеры пор, как правило, неравномерно распределены в реакторе синтеза и меняются во времени. Это обстоятельство обуславливает важность моделирования изменения пористости смеси реагентов и продуктов в процессе синтеза мелкодисперсных порошков методом горения. В работе анализируется развитие вихревых структур в двухтемпературной модели при синтезе методом CCSO сложных оксидов. Определяющая система уравнений включает уравнения движения и завихренности газовой фазы в пористой среде с распределенным сопротивлением пористости, а также уравнения сохранения массы и теплового баланса газовой фазы содержащие тензоры массовой и тепловой дисперсии, кондуктивного и конвективного переноса. Изложены результаты расчетов быстропротекающих процессов тепло- и массопереноса при синтезе микронных частиц титаната бария в трехзонном реакторе с применением различных моделей движения газа в порах. Применены уравнения для расчета завихренности газа в пористой смеси компонент твердой и газовой фазы.

Матюшин П.В. «Визуализации «БЕТА ПЛЮС» (двухцветная) и «БЕТА МИНУС» пространственных вихревых структур течений жидкости и газа. Сравнение с визуализацией «ЛЯМБДА ДВА»» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 176-179 (2022)

Мухутдинова А.А., Киреев В.Н., Урманчеев С.Ф. «Влияние диаметра внутреннего цилиндра на распределение гидродинамических параметров течения аномально термовязкой жидкости в кольцевом канале» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 188-191 (2022)

Рассмотрена фильтрация термообратимой полимерной композиции в системе коаксиальных цилиндрических каналов лабораторного стенда. Авторы исходят из условия, что пористость насыпки металлических сферических частиц во внутреннем цилиндре высокая, а в кольцевом сечении внешнего цилиндра – низкая за счёт меньшего радиуса частиц.

Некрасов О.О., Смородин Б.Л. «Электроконвективные волны слабопроводящей жидкости в плоском конденсаторе при наличии инжекции с катода» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 191-194 (2022)

Электроконвекция в диэлектрических и слабопроводящих жидкостях может существовать благодаря появлению в них за счет инжекции свободных зарядов и взаимодействию этих зарядов с внешним электрическим полем. В изотермическом случае в результате обратной бифуркации возникает стационарная электроконвекция. При нагреве конденсатора сверху, благодаря конкуренции сил Кулона и плавучести, неустойчивость жидкости может возникать колебательным образом, что приводит к возникновению стоячих и бегущих волн. Результаты, получены в рамках безиндукционного приближения в случае, когда инжектированный заряд на катоде линейно зависит от приложенного поля. Авторы используют другой подход, связанный с полной постановкой задачи: электрическое поле в конденсаторе, определяется перераспределением заряда внутри него. Предполагается, что имеет место автономная инжекция, при которой величина инжектированного заряда постоянна.

Нестеров С.В., Байдулов В.Г. «Использование метода ускоренной сходимости в сингулярных задачах Штурма–Лиувилля» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 194-195 (2022)

Предложена модификация метода ускоренной сходимости, позволяющая решать задачи Штурма–Лиувилля для когда у коэффициентов уравнений могут присутствовать особенности как внутри интервала интегрирования, так и на его границе.

Низамова А.Д., Урманчеев С.Ф., Киреев В.Н. «Исследование спектров собственных значений и собственных функций в задаче об устойчивости течения термовязкой жидкости в кольцевом канале» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 195-197 (2022)

Основные теоретические результаты в области гидродинамической устойчивости были получены для течения в плоском канале. При этом вязкость жидкости принималась постоянной величиной. Однако, если принять во внимание зависимость вязкости от температуры в рассматриваемой реальной жидкости и условия теплообмена на стенках канала, неоднородное распределение температуры приведёт к соответствующему распределению вязкости по его сечению. Таким образом на основе постановки задачи гидродинамической устойчивости при течении термовязких жидкостей в плоских каналах было получено обобщённое уравнение Орра–Зоммерфельда с учётом переменной вязкости. При этом зависимость вязкости от температуры большинства капельных жидкостей с той или иной степенью точности можно описать экспоненциально убывающей функцией. Результаты исследования спектров соответствующего дифференциального оператора привели к установлению важной зависимости критического числа Рейнольдса от показателя термовязкости конкретной жидкости: было показано, что с его увеличением происходит снижение критического числа Рейнольдса. В представленной работе рассмотрена задача об устойчивости ламинарного течения термовязкой жидкости в кольцевом канале. В качестве примера из области возможных приложений задачи можно привести обтекание тепловыделяющей сборки теплоносителем в ячеечной модели ядерных энергетических установок. Поставленная задача была сведена к обобщённому уравнению Орра–Зоммерфельда относительно возмущений амплитуды поперечной скорости. Для его решения был использован спектральный метод на основе разложения по полиномам Чебышева первого рода. Решение для устойчивого течения термовязкой жидкости в кольцевом канале было найдено аналитически.

Павлов Д.Г., Стегайлов В.В. «Моделирование образования вихрей в потоке жидкости методами молекулярной динамики» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 202-203 (2022)

Представлен и реализован новый метод создания стационарного потока вещества в задаче молекулярной динамики в рамках вычислительного пакета OpenMM, приведены примеры его применения и реализованы методы высокопроизводительного анализа и визуализации полученных с его помощью данных. Помимо этого в работе представлен метод конечно-разностной аппроксимации завихренности на сетке и проанализирована его точность. Приведено обсуждение границ применимости предложенных техник. Был проведен анализ основных причин сложностей в достижении перехода в турбулентный режим и были обозначены векторы развития для их преодоления. Было произведено сравнение производительности пакетов OpenMM и LAMMPS на разных системах.

Тепляков И.О., Малышев К.Ю., Кубриков К.Г., Виноградов Д.А. «Наблюдение линейного режима электровихревого течения в жидком металле в полусферическом сосуде» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 248-250 (2022)

Ебин Чжан, Мелихов В.И., Мелихов О.И. «Анализ кодом WAHA3 экспериментов по исследованию конденсационных гидроударов, выполненных в Сианьском Цзяо Тун университете» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 286-289 (2022)

В настоящее время существует три вида инструментов для теоретических оценок величины давления при конденсационным гидроударам (КГУ): 1) Расчеты на основе аналитических моделей для скорости схлопывания паровой полости с целью расчета пика давления с помощью уравнения Жуковского; 2) Одномерные теплогидравлические коды для моделирования переходных процессов двухфазных потоков в контурах АЭС. Эти коды обычно решают шесть уравнений сохранения для двух фаз и основаны на картах режима течения. 3) CFD коды для моделирования нестационарных процессов в многофазных течениях. В настоящем исследовании используется теплогидравлический код WAHA3 для анализа экспериментов с КГУ, выполненных в Сианьском Цзяо Тун университете в 2020 году (КГУ-СЦ-2020).

Шайдуллин Л.Р., Фадеев С.А. «Исследование осаждения аэрозоля в закрытой трубе с конусной насадкой» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 289-291 (2022)

Шисян Лю, Фэй Инь, Мелихов В.И., Мелихов О.И. «Анализ экспериментов по гидродинамике горизонтального парогенератора с помощью кода STEG» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 294-297 (2022)

Представлены результаты валидации кода STEG на экспериментах по течению двухфазной смеси сквозь горизонтальные пучки труб. Эксперименты проводились на модели, состоящей из прозрачного сосуда, внутри которого находился пучок труб, дырчатый лист и закраина, отделяющая подъемный участок движения циркуляционного контура модели от опускного. Объемные паросодержания и скорости воды измерялись в различных точках модели. Представлено краткое описание кода STEG, основанного на 3D двухжидкостной модели. Установлены особенности пространственных двухфазных течений и проведено количественное сравнение с экспериментальными данными. Получено хорошее соответствие между расчетными и экспериментальными данными. Около 90% экспериментальных данных как для объемных паросодержаний, так и для скорости воды определяются кодом STEG с точностью до 10%.

Якуш С.Е. «Гидродинамические явления при паровых взрывах» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 304-308 (2022)

Явление парового взрыва, несмотря на достаточно долгую историю изучения, до сих пор представляет значительный научный интерес с точки зрения гидродинамики и теплофизики протекающих сложных взаимосвязанных процессов. В настоящей работе рассмотрена стадия предварительного перемешивания в трехслойной системе «расплав–пар–вода», характерной для стратифицированных паровых взрывов. Даже на относительно медленной стадии предварительного перемешивания возникают достаточно сложные многомасштабные гидродинамические течения, приводящие к формированию трехфазной смеси. Расчет волны термической детонации требует моделирования эффектов, связанных с тонкой фрагментацией капель расплава при внезапном повышении давления, с учетом взаимодействия вкладов отдельных капель.

Голых Р.Н., Минаков В.Д. «Теоретическое обоснование ультразвукового воздействия при работе в импульсном режиме на жидкость в целях cнижения кавитации» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 61-66 (2023)

На сегодняшний день импульсное ультразвуковое воздействие на практике не используется из-за отсутствия достаточного научного обоснования необходимых режимов и условий реализации процесса. Авторами исследовано ультразвуковое импульсное воздействие для случая неограниченного объёма и плоской волны, когда явления отражения, интерференции и дифракционного расхождения волн не оказывают влияния на форму импульсов и, следовательно, эффективность протекания процесса. Для этого была предложена модель формирования и распространения ультразвуковых импульсов и кавитационной зоны, которая позволила обосновать эффективность ультразвукового импульсного воздействия для уменьшения кавитации в технологических объёмах близким к реальным. Далее предложен метод и алгоритм решения данного уравнения, учитывающий изменения амплитуды давления с течением времени за счёт интерференции импульсов. Для объективного исследования возможности возникновения кавитации с учётом отражений и интерференции проведены расчёты распределений кавитационных зон, которые подтвердили эффективность ультразвукового импульсного воздействия в технологических объёмах, используемых на практике

Дернова А.С., Березина И.А., Баюк И.О. «Петроупругое моделирование нефтесодержащих карбонатных коллекторов на примере месторождения Восточной Сибири» Геофизика, № 2, с. 86-92 (2023)

На примере карбонатного коллектора были продемонстрированы возможности петроупругого моделирования. С использованием фотографий шлифов и результатов рентгеноструктурного анализа был определен минеральный состав породы. Построены три петроупругие модели, для каждой из которых был выполнен анализ чувствительности к параметрам используемой модели. Из трех опробованных петроупругих моделей была выбрана наиболее удачная, в которой пустотное пространство представлено изометричными порами и хаотическими трещинами. Результат работы этой модели наилучшим образом совпадал с имеющимися экспериментальными измерениями скоростей упругих волн на керне. Последующее применение выбранной модели к скважинным данным позволило решить обратную задачу по определению таких параметров пустотного пространства, как тип пористости, аспектное отношение и плотность трещин.

Еремеев В.А. «Об эллиптичности уравнений равновесия градиентной теории упругости и устойчивости в малом» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 10, № 1, с. 99-108 (2023)

В рамках градиентной теории упругости при конечных деформациях сформулированы условия сильной эллиптичности уравнений равновесия. В данной модели плотность энергии деформации является функцией первого и второго градиентов вектора места (градиента деформации). Свойство эллиптичности накладывает определенные ограничения на касательные модули. Оно также тесно связано с устойчивостью в малом, понимаемой как положительная определенность второй вариации функционала потенциальной энергии. В статье рассмотрена первая краевая задача – с краевыми условиями типа Дирихле. Для одномерной деформации определены достаточные и необходимые условия устойчивости в малом, которые представляют собой два неравенства для упругих модулей.

Белянкова Т.И., Ворович Е.И., Калинчук В.В. «Особенности распространения SH-волн в двухслойной структуре из неоднородных пьезоэлектрического и диэлектрического слоев» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 2, с. 98-109 (2023)

Предложен подход к моделированию динамических процессов в полубесконечной составной пластине из неоднородных пьезоэлектрического и диэлектрического слоев. При моделировании неоднородности слоев использована двухкомпонентная модель с функционально градиентным изменением свойств, в которой физические параметры основного материала непрерывным образом меняются по толщине до параметров включения. Материал пьезоэлектрического слоя представляет собой сочетание пьезокерамик на основе PZT, обладающих значительным различием скоростных характеристик. Реализована возможность локализации неоднородности как у внешней поверхности пластины, так и в середине слоя или у границы раздела. Диэлектрический слой выполнен из SiO₂, неоднородность диэлектрического слоя моделирует взаимопроникновение пьезоэлектрика и диэлектрика в узкой переходной области у границы раздела. В качестве параметров материала включения рассматривались упругие и диэлектрические модули пьезоэлектрического материала, расположенного у границы раздела. Внешние поверхности составной пластины свободны от механических напряжений и электрически закорочены. Рассмотрена задача о распространении поверхностных SH-волн в составной структуре из функционально градиентных пьезо- и диэлектрического слоев, инициированных действием бесконечно удаленного источника гармонических колебаний. Решение строится в пространстве образов Фурье, сведением к решению системы обыкновенных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами, которое в свою очередь строится с использованием метода Рунге–Кутты–Мерсона. Приведено дисперсионное уравнение задачи, анализ которого позволил исследовать влияние характера, величины области перехода материалов и локализации неоднородности структуры на особенности поведения фазовых скоростей ПАВ для широкого диапазона частот. Полученные результаты приведены в безразмерных параметрах и могут представлять особый интерес при разработке, проектировании и оптимизации новых материалов для микро- и наноразмерных приборов и устройств на SH ПАВ с высокими эксплуатационными характеристиками.

Гутник С.А., Сарычев В.А. «Исследование динамики системы двух связанных тел в плоскости круговой орбиты с применением методов компьютерной алгебры» Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 1, с. 145-153 (2023)

Методы компьютерной алгебры применяются для определения равновесных ориентаций системы двух тел, соединенных сферическим шарниром, движущихся в центральном ньютоновом силовом поле по круговой орбите под действием гравитационного момента. Главное внимание уделяется изучению равновесных ориентаций связки двух тел в плоскости круговой орбиты. С применением символьного дифференцирования были получены дифференциальные уравнения движения в форме уравнений Лагранжа II рода. Предложен метод преобразования системы тригонометрических уравнений, определяющих равновесия, в систему алгебраических уравнений, которая, в свою очередь, путем вычисления результанта была сведена к одному алгебраическому уравнению 12 степени от одной неизвестной. Корни полученного алгебраического уравнения определяют равновесные ориентации связки двух тел в плоскости круговой орбиты. Проведена символьная факторизация полученного алгебраического уравнения на три полиномиальных множителя, каждый из которых задает определенный класс равновесных конфигураций. Классификация областей с равным числом положений равновесия выполнялась с использованием алгебраических методов построения дискриминантной гиперповерхности. Уравнения дискриминантной гиперповерхности, которая определяет границы областей с равным числом положений равновесия в пространстве параметров задачи, были получены с использованием символьных вычислений определителя матрицы результанта. Число положений равновесия системы двух тел в зависимости от параметров определялось путем численного анализа действительных корней полученных алгебраических уравнений.

Абрамов А.А., Александров В.Ю., Бутковский А.В. «Коэффициент аналогии Рейнольдса в продольной цилиндрической задаче Куэтта: от режима сплошной среды до свободномолекулярного» Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 2, с. 317-326 (2023)

Рассмотрено течение Куэтта газа для цилиндрической геометрии ограничивающих поверхностей, движущихся в продольном направлении относительно их оси симметрии. Для одноатомного газа исследована связь (аналогия Рейнольдса) между напряжением трения и потоком энергии, передаваемым обтекаемой поверхности. В случае течения сплошной среды и в случае свободномолекулярного течения в явном виде получены простые аналитические выражения для коэффициента аналогии Рейнольдса, зависящие только от числа Эккерта и не зависящие от отношения радиусов цилиндров. Для различных значений числа Кнудсена с помощью метода прямого статистического моделирования (DSMC) изучен переходный режим течения. Показано, что в этом случае коэффициент аналогии Рейнольдса при фиксированных значениях отношения радиусов и числа Кнудсена зависит от относительной скорости и температур поверхностей главным образом через число Эккерта. Найдено соотношение между погонными потоками энергии, передаваемой цилиндрическим поверхностям.

Фёдоров Е.Н., Мазур Н.Г., Пилипенко В.А. «Электромагнитные поля в верхней ионосфере от горизонтального крайне низкочастотного наземного излучателя конечной длины» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 65, № 9, с. 697-712 (2022)

Теоретически рассмотрена возможность обнаружения электромагнитного отклика в верхней ионосфере от крупномасштабных крайне низкочастотных (КНЧ) передатчиков низкоорбитальными спутниками. В качестве примера таких мегаантенн рассмотрены передатчик «Зевс» на частоте 82 Гц и установка FENICS с выведенными из эксплуатации линиями электропередач, запитываемыми генератором на частотах 0,5–100 Гц. Численно рассчитана утечка энергии КНЧ излучения в верхнюю ионосферу от заземлённого линейного тока конечной длины, подвешенного над высокоомной земной поверхностью. Высотный профиль параметров ионосферной плазмы реконструирован с использованием модели ионосферы IRI. Основным этапом анализа проблемы является решение уравнений Максвелла в системе атмосфера-ионосфера с источником в виде горизонтального токового диполя. Проведено разбиение электромагнитного поля на потенциальную и вихревую составляющие с помощью представления через потенциалы. Данная задача лишена осевой симметрии, а потенциальная и вихревая составляющие поля в отдельности такой симметрией обладают. Этот подход позволяет разделить переменные и перейти с помощью преобразования Ганкеля к одномерной краевой задаче. Возмущение, возбуждаемое горизонтальным током конечной длины, рассчитывается путём суммирования полей горизонтальных токовых диполей, плотно расположенных вдоль линии тока. Согласно предлагаемой модели, для горизонтальных КНЧ антенн с токами 100–200 А и длиной 60–100 км амплитуды электрического отклика ночной верхней ионосферы могут достигать значений 60–70 мкВ/м.

Ильиных А.Ю., Чашечкин Ю.Д. «Перенос вещества падающей капли в толщу жидкости в начальной стадии процесса слияния» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 54-68 (2023)

Методами высокоскоростной видеорегистрации впервые прослежена эволюция тонкой структуры картины распространения вещества свободно падающей капли под деформированной поверхностью первоначально покоящейся жидкости. Изучалось слияние капли воды с раствором роданида аммония, капли раствора поваренной соли, соды или чернил – с водой. В начальной стадии процесса слияния в ударном режиме с быстрым формированием каверны капля теряет сплошность. Впервые визуализированы короткие тонкие струйки, пронизывающие дно каверны. Подтвержден ранее зарегистрированный распад капли на тонкие волокна, образующие линейчатые и сетчатые структуры на поверхности каверны и венца. Постепенно струйки, содержащие вещество капли, сливаются и образуют охватывающий каверну промежуточный волокнистый слой с четкой внешней границей. По мере увеличения каверны промежуточный слой гомогенизируется и истончается. Далее, в процессе схлопывания каверны, в принимающей жидкости формируются новые группы волокон, которые пронизывают границу каверны под узлами сетки. В проведенных опытах волокнистый слой, охватывающий первичную каверну, наблюдался при вторжении жидкости большей плотности (капли раствора чернил, соды или поваренной соли) в менее плотную среду (воду), и жидкости меньшей плотности (капли воды) в более тяжелую (раствор роданида аммония). Толщина волокнистой оболочки первичной каверны увеличивается с ростом скорости капли.

Глухов А.Ф., Сидоров А.С. «Влияние термофореза частиц на конвекцию магнитных жидкостей в узких каналах при подогреве снизу» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 69-80 (2023)

Анализируется влияние положительной термодиффузии коллоидных частиц при конвекции магнитных жидкостей в связанных вертикальных каналах квадратного сечения 3.2×3.2 мм² высотой 50 мм при подогреве снизу. Ниже критического числа Рэлея в покоящейся жидкости термофорез частиц по вертикали генерирует неустойчивую стратификацию плотности, что приводит к быстрым (∼1 мин) всплескам концентрационной конвекции, возникающим периодически (∼4 ч). Выше критического числа Рэлея при развитой конвекции термофорез частиц по горизонтали генерирует концентрационные неоднородности вблизи стенок каналов и провоцирует неустойчивость конвективного течения, приводящую к периодической (∼1 ч) смене направления конвективного потока. Обсуждается причина наблюдаемой в опытах колебательной неустойчивости механического равновесия при положительном знаке коэффициента Соре.

Волкова У.В., Меркулов Д.И., Калмыков С.А., Пелевина Д.А., Налетова В.А. «Движение поршня, разделяющего магнитную и немагнитную жидкости, в магнитном поле» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 115-126 (2023)

Теоретически и экспериментально исследовано перекачивание немагнитной жидкости с помощью насоса-дозатора на основе магнитной жидкости, содержащей тело из намагничивающегося материала. Изучен процесс перекачивания жидкости в приложенном вертикальном однородном магнитном поле. Вычислены и измерены зависимости высоты поднятия поршня, разделяющего магнитную и немагнитную жидкости, от времени в постоянном и ступенчатом магнитном поле. Получено хорошее совпадение теории и эксперимента. Вычислена зависимость времени подъема поршня от величины постоянного магнитного поля. Теоретически исследовано движение поршня при выключении магнитного поля.

Аксенов А.В., Дружков К.П. «Построение точных решений системы уравнений одномерной газовой динамики без градиентной катастрофы» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 135-143 (2023)

Рассмотрена система уравнений, описывающая одномерные политропные движения газа. Получена классификация инвариантов характеристик вплоть до второго порядка рассматриваемой системы уравнений. Предложен метод сведения задач Коши к системам обыкновенных дифференциальных уравнений. С помощью инвариантов характеристик, дополнительных к инвариантам Римана, построены примеры решений без градиентной катастрофы.

Ганиев С.Р., Крюков А.И., Рудаков В.П., Шмырков О.В. «Исследование течения и спектральных характеристик в проточном гидродинамическом генераторе плоского типа при изменении степени перекрытия потока» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 3-8 (2023)

Представлены результаты исследований течения за цилиндрическими телами обтекания в проточном гидродинамическом генераторе плоского типа, полученные на гидродинамическом стенде экспериментальной базы НЦ НВМТ ИМАШ РАН при степени перекрытия потока телами обтекания S_t/S₀=10–82%, числах Re=(0.5–5)·10⁵, давлении на входе P_ВХ=0.1–0.9 МПа. Получено, что при определенных величинах отношения входного к выходному давлению, которые являются постоянными для каждого значения степени перекрытия потока, на частотах 0.5–5 кГц возникают мощные пики давления резонансного типа с амплитудой, более чем в 4–5 раза превышающей максимальное значение входного давления.

Гурченков А.А. «Эволюция потока вязкой электропроводной жидкости на вращающейся стенке при наличии магнитного поля с учетом индукционного и диффузионного эффектов» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 33-45 (2023)

Изучается эволюция течения вязкой электропроводной жидкости на вращающейся пластине в присутствии магнитного поля. Представлено аналитическое решение трехмерных нестационарных уравнений магнитной гидродинамики. При этом используется полное уравнение магнитной индукции, т.е. учитывается как индукционный эффект, так и диссипация энергии вследствие протекания электрических токов. Жидкость вместе с ограничивающей плоскостью вращается как одно целое с постоянной угловой скоростью вокруг неперпендикулярного к плоскости направления. Неустановившийся поток индуцирован внезапно начинающимися колебаниями стенки и приложенным магнитным полем, направленным перпендикулярно плоскости. Определены поле скоростей и индуцированное магнитное поле в потоке вязкой электропроводной жидкости, заполняющей полупространство, ограниченное плоской стенкой. Рассматривается ряд частных случаев движения стенки. На основании полученных результатов исследуются отдельные структуры пограничных слоев у стенки.

Шумилова В.В. «Эффективный тензор ядер релаксации слоистой среды, состоящей из вязкоупругого материала и вязкой несжимаемой жидкости» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 46-54 (2023)

Выведены явные формулы для расчета компонентов эффективного тензора ядер релаксации двухфазной слоистой среды с периодической микроструктурой. Первая фаза такой среды состоит из изотропного вязкоупругого материала, а вторая фаза – из вязкой несжимаемой жидкости. Установлено, в частности, что компоненты указанного тензора зависят от объемной доли жидкости внутри ячейки периодичности и не зависят от числа слоев и расстояний между ними.

Королев Г.Л., Сычёв Вик.В. «Об обтекании полутела вращения Рэнкина» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 85-89 (2023)

Исследовано осесимметричное течение несжимаемой жидкости при больших числах Рейнольдса около полутела вращения Рэнкина. Установлено, что в решении задачи для системы уравнений пограничного слоя линии нулевого поверхностного трения не возникает. Рассмотренное течение является безотрывным, что находится в полном соответствии с имеющимся экспериментальным результатом.

Мусихин А.Ю., Зубарев А.Ю. «К теории магнитоиндуцированных циркуляций в тромбированных каналах» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 12-21 (2023)

Предложена теоретическая модель и метод ее приближенного анализа для течений, индуцируемых бегущим магнитным полем в канале, заполненном немагнитной жидкостью и внедренной в нее каплей феррожидкости. Один конец канала предполагается закрытым (тромбированным). Цель работы – развитие научной основы магнитоиндуцированной интенсификации транспорта лекарств в тромбированных кровеносных сосудах.

Yan Z., Louste C., Fang J., Wu W. «Реконструкция трехмерных структур электрогидродинамических течений, индуцированных геометрией плоского лезвия» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 22-35 (2023)

Метод лазерной анемометрии по изображениям частиц (PIV-метод) возник как мощный инструмент для измерения полей электрогидродинамических (ЭГД) течений. Трехмерная (3D) структура ЭГД-течений, индуцированных некоторым актуатором в геометрии плоского лезвия, реконструируется в данной работе на основе серии измерений параллельных полей вдоль ножевого электрода. Вдоль электрода наблюдается неоднородное распределение интенсивности инжекции и скорости. При использовании набора тонко нарезанных слоев графиков в различных полях зрения в трехмерной декартовой системе координат становится очевидным, что приложенное напряжение, расположение и расстояние между электродами, а также поверхность электродов, как и их краевая неровность, оказывают исключительно сильное воздействие на структуру ЭГД-струй. Данные, полученные в настоящем исследовании, послужат дополнением к полной картине трехмерной структуры струи и могут быть широко использованы для стимулирования выбора подходящих положений вдоль ножевого электрода для исследования плоских профилей.

Латош Б.Н. «Распад cкалярона в пертурбативной квантовой гравитации» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 163, № 5, с. 628-640 (2023)

Модель квадратичной гравитации Старобинского описывает успешный инфляционный сценарий. Инфляция происходит из-за новой скалярной степени свободы, называемой скаляроном. После окончания инфляции скалярон распадается на материальные степени свободы и степени свободы темной материи и производит разогрев Вселенной. Мы изучаем новые каналы, по которым скалярон может передавать энергию в сектор материи. Эти каналы представляют собой аннигиляцию и распад через промежуточные состояния гравитонов. Результаты получены в рамках пертурбативной квантовой гравитации. В пределе тяжелого скалярона через аннигиляционный канал рождаются преимущественно скалярные частицы. При этом допускается распад в любые типы частиц. В пределе легкого скалярона канал распада сильно подавлен. Ожидается, что рождение бозонов по каналу аннигиляции будет преобладать на ранних стадиях разогрева, тогда как рождение фермионов будет доминировать на более поздних стадиях.

Морозов А.Н., Фомин И.В., Гладышев В.О., Кауц В.Л., Шарандин Е.А., Каютенко А.В. «Метод генерирования гравитационных волн посредством системы стоячих электромагнитных волн» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 6, с. 90-105 (2022)

Рассмотрен метод генерирования гравитационных волн посредством системы стоячих электромагнитных волн на разностной частоте в электромагнитных резонаторах и их дальнейшей регистрации на основе различных типов детекторов. В качестве фактора амплификации амплитуды гравитационных волн, индуцированных предложенным способом, рассмотрена обратная зависимость их амплитуды от квадрата разностной частоты. Это является следствием уравнений Эйнштейна для изученной конфигурации электромагнитных полей в резонаторе. Сопоставлены характеристики гравитационных волн, связанных с электромагнитным полем внутри резонатора, и гравитационных волн в пустом пространстве. Исследована возможность проведения эксперимента по генерированию и детектированию гравитационных волн с контролируемыми параметрами источника и детектора (опыта Герца) на основе предложенного метода. Рассмотрены различные типы существующих и перспективных детекторов низкочастотных гравитационных волн и получена оценка характеристик источника, которые необходимы для успешного детектирования гравитационных волн, генерируемых посредством указанного метода. Эффективность предложенного подхода сопоставлена с другими методами генерирования гравитационных волн. Отмечена специфика рассмотренного метода генерирования гравитационных волн, связанная с возможностью получения в лабораторных условиях низкочастотных гравитационных волн с частотой, близкой к частоте гравитационных волн астрофизических источников, и амплитудой, существенно превышающей амплитуду высокочастотных гравитационных волн, которые можно генерировать на основе ранее предложенных методов

Демид М.С., Закирова Д.Р., Хисматуллина Ф.С. «О влиянии высокочастотного электромагнитного поля на процессы смешивающегося неизотермического течения многокомпонентной многофазной жидкости в сложных средах» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 91-94 (2022)

Представлено формирование наиболее полной математической модели, описывающей процесс многофазной многокомпонентной неизотермической фильтрации флюидов в пористом насыщенном пласте при высокочастотном электромагнитном воздействии на него. Особое внимание уделено математическому моделированию термобарических условий неизотермического процесса, т.е. представлению PVTмодели.

Колчанов Н.В., Сидоров А.С. «Экспериментальное определение теплофизических и фильтрационных свойств искусственных волокнистых пористых сред с внутренним тепловыделением и низкой теплопроводностью» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 145-147 (2022)

Рассматривается задача отвода тепла за счет конвекции в сложных системах, состоящих из нескольких горизонтальных слоев: газ–пористая среда, насыщенная газом. В теоретических расчетах для такой системы ранее получена бимодальная нейтральная кривая. Это означает, что в одном случае конвективное течение возникает в виде локальных валов в свободном от пористой среды слое, а в другом – в виде крупномасштабных валов, захватывающих оба слоя. Подбирая параметры системы отношение толщин слоев, отношение их теплопроводностей и др., можно повышать эффективность отвода тепла из системы. Для этих целей проведено экспериментальное моделирование тепловыделяющей волокнистой пористой среды с низкой теплопроводностью и определены ее свойства. Исследуемые образцы пористой среды сделаны путём вплетения тепловыделяющих волокон в фотополимерный каркас. Для анализа мощности тепловыделения и определения эффективной теплопроводности разработана и собрана экспериментальная установка. По температуре в центре пористого слоя определена мощность тепловыделения во всём объёме пористого образца. Проведено сравнение расчетной мощности с потребляемой от источника питания электрической мощности. Получены значения эффективной доли тепловыделяющей части, скорректированной за счет тепловыделения фотополимерным каркасом. Экспериментально определена проницаемость волокнистых пористых сред конвективным методом и построена зависимость проницаемости от пористости.

Ильичев А.Т., Цыпкин Г.Г. «Сравнительный анализ приближений Дарси и Бринкмана при переходе к неустойчивости в пористой среде» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 508, № 1, с. 30-34 (2023)

Проведено исследование устойчивости фронта испарения в пористой среде. Для описания течения используется обобщенное уравнение фильтрации Бринкмана. Представлено сравнение полученных результатов с результатами, найденными в рамках приближения Дарси. Показано, что использование приближения Бринкмана устраняет неограниченность скорости роста возмущений на малых масштабах, что имеет место в случае закона Дарси. Поверхность раздела становится более устойчивой, а в случае неустойчивости наиболее неустойчивая мода соответствует конечному значению волнового числа.