Volovik G.E. «Acoustic metric and Planck constants» Письма в ЖЭТФ, 117, № 7, с. 556-557 (2023)

DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567823070121

Бивин Ю.К. «Сравнение поведения света и твердых тел при движении в деформируемых средах» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 2, с. 124-134 (2022)

Полученные в экспериментах результаты скоростного входа в воду и при пересечении плоской границы воздух-пластилин твердыми телами сравнивается со свойствами света, проявляющимися в сходных условиях. Выстрелы производились по нормали и под углом к поверхности сферическими телами одиночными, выстроенными гуськом или уложенными плотно в тонкий деревянный стаканчик слоями по семь шаров (один в центре и шесть вокруг). Это позволило сравнить явление отражения рикошета, преломление, дифракции, интерференции. Ключевые слова: свет, твердое тело, траектория, рикошет, отражение, преломление, дифракция, интерференция

Горр Г.В. «Постановка задачи о прецессиях твердого тела с неподвижной точкой в трех однородных силовых полях. прецессионно-изоконические движения тела» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 3, с. 123-134 (2023)

Рассмотрена постановка задачи о движении твердого тела, имеющего неподвижную точку, в силовом поле, которое является суперпозицией трех однородных полей. Получено новое решение уравнений движения, описывающее прецессионно-изоконическое движение относительно вертикали. Ключевые слова: твердое тело, суперпозиция трех однородных силовых полей, прецессии, прецессионно-изоконические движения

Лобачев М.П., Рудниченко А.А., Таранов А.Е. «Влияние неравномерности потока за корпусом модели одновального судна на гидродинамические и кавитационные характеристики отдельной лопасти в составе гребного винта» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 2, с. 35-49 (2023)

Целью исследования является оценка влияния неравномерности потока за корпусом модели одновального судна на локальные и интегральные гидродинамические и кавитационные характеристики отдельной лопасти в составе гребного винта. Объекты – модель гребного винта KP505 и модель корпуса контейнеровоза KCS. Материалы и методы. Для определения локальных и интегральных гидродинамических характеристик (ГДХ) гребного винта и контейнеровоза используются методы вычислительной гидродинамики. Характеристики течениявязкой жидкости находятся из решения методом контрольного объема нестационарных уравнений Рейнольдса, замкнутых двухпараметрической полуэмпирической моделью турбулентности. Основные результаты. Показано, что локальные и интегральные характеристики отдельной лопасти в составе системы «корпус–винт» существенно отличаются от аналогичных характеристик в условиях, когда они определяютсяв однородном потоке для скоростей, полученных для номинального поля скорости в диске гребного винта за корпусоммодели судна. Заключение. Опыт использования численных методов в Крыловском центре показывает: во-первых, для решения ряда задач корабельной гидродинамики данные методы оказываются предпочтительнее экспериментальных по информативности; во-вторых, традиционное использование при проектировании гребных винтов номинального поля скоростей (измеренных или рассчитанных) в ряде случаев может приводить к принятию не совсем корректных технических решений.

Темнов А.Н., Шкапов П.М., Юй Ч. «Механический аналог колебаний маловязкой жидкости с учётом капиллярного эффекта» Труды Московского авиационного института, № 2(129), с. https://trudymai.ru/published.php?ID=173024 (2023)

Выведено граничное условие с учётом диссипации энергии вблизи линии трёхфазного контакта на основе общего принципа Гамильтона–Остроградского. Из полученного граничного условия на линии контакта вытекают условие сохранения угла смачивания и условие неподвижной линии трёхфазного контакта. Разработан численный алгоритм расчёта коэффициента затухания за счёт диссипации энергии вблизи линии трёхфазного контакта на основе метода конечных элементов. В данной работе маятник и спиральная пружина моделируют воздействие массовых сил и сил поверхностного натяжения соответственно, а влияние вязкости жидкости учитывается линейным демпфером. Дана количественная оценка влияния числа капиллярности C_a (соотношение силы вязкости и силы поверхностного натяжения), числа Бонда B₀ (соотношение массовых сил и силы поверхностного натяжения) и коэффициента заполнения сосуда жидкостью β (соотношение объёма жидкости к объёму полости сосуда) на коэффициент затухания и собственную частоту колебаний капиллярной жидкости.

Ян Н.У. «Колебания стратифицированной вращающейся жидкости в цилиндрической полости» Труды Московского авиационного института, № 3(130), с. https://trudymai.ru/published.php?ID=174605 (2023)

Рассмотрена задача о свободных колебаниях идеальной стратифицированной вращающейся несжимаемой жидкости, заполняющей цилиндрическую полость в твердом теле. Исследованы нормальные колебания стратифицированной жидкости при малой скорости вращения при полном или частичном заполнении жидкостью цилиндрического круглого бака. Численные результаты определения собственных значений и собственных функций нормальных колебаний жидкости приведены при постоянной частоте плавучести в виде таблиц и графиков.

Левенштам В.Б. «Асимптотические задачи о восстановлении высокочастотного источника волнового уравнения» Математические заметки, 111, № 4, с. 624-630 (2022)

DOI: https://doi.org/10.4213/mzm13452 Ключевые слова: волновое уравнение, восстановление высокочастотного источника, асимптотики.

Гимон Т.А., Кисловский В.А., Лукашевич С.В., Морозов С.О., Николаев М.С., Шиплюк А.Н. «Численное моделирование развития вихрей Гёртлера в сжимаемом пограничном слое на вогнутой поверхности» Теплофизика и аэромеханика, № 1, с. 15-20 (2023)

Проведено численное моделирование генерации и развития вихрей Гёртлера в сжимаемом пограничном слое на вогнутой поверхности. Расчет проведен в программе Fluent пакета Ansys. Рассмотрены стационарные и нестационарные возмущения при числе Маха набегающего потока М≈4. Показано, что при введении периодического в трансверсальном направлении к потоку возмущения на прямом участке поверхности оно затухает, а на вогнутой поверхности нарастает. Сравнение результатов выполненных расчетов с расчетами в рамках линейной теории устойчивости показало, что область восприимчивости пограничного слоя к возмущениям на вогнутой поверхности составляет примерно 17 толщин пограничного слоя. После зоны восприимчивости возмущения нарастают по экспоненциальному закону с небольшими отклонениями. Профили пульсаций потока хорошо согласуются с данными, полученными по линейной теории устойчивости. Показано, что развитие нестационарного возмущения вдоль поверхности модели при рассматриваемых параметрах мало отличается от стационарного возмущения.

Жуков В.Е., Павленко А.Н., Сухорукова Е.Ю., Чернявский А.Н. «Распределение параметров потока газа на выходе из структурированной насадки» Теплофизика и аэромеханика, № 1, с. 21-31 (2023)

Данные экспериментальных исследований гидродинамики противоточных потоков жидкости и пара в дистилляционных колоннах со структурированными насадками необходимы для верификации расчетных моделей, описывающих гидродинамику и процессы тепло- и массообмена в промышленных дистилляционных колоннах. В работе представлено описание конструкции многоточечного термоанемометра с координатным устройством, разработанного для измерений скорости потока пара в условиях струйного орошения насадки при противоточном потоке фаз смеси фреонов. Тестирование измерительной системы проведено на потоке воздуха, проходящего через 210-миллиметровый слой структурированной насадки Sulzer 500X. Измерения проводились на крупномасштабной исследовательской модели дистилляционной колонны диаметром 900 мм. Получены экспериментальные данные по распределению локальной скорости потока воздуха на выходе из однослойной насадки Sulzer 500X. Сканирование пакета насадки с шагом 1 и 5 мм показало наличие периодической ячеистой структуры распределения скорости газового потока, коррелирующей со структурой исследуемой насадки.

Бурмашева Н.В., Просвиряков Е.Ю. «Точное решение типа Куэтта–Пуазейля для установившихся концентрационных течений» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 164, № 4, с. 285-301 (2022)

Представлено новое точное решение, позволяющее прогнозировать свойства поля скорости, давления и распределения примеси при установившихся сдвиговых течениях вязких несжимаемых жидкостей в протяженном горизонтальном слое. Для описания концентрационной конвекции построена математическая модель на основе уравнений Обербека–Буссинеска с линейной зависимостью плотности от концентрации. Полагается, что одна из границ слоя (нижняя) является непроницаемой для растворенного в жидкости вещества (примеси) и на ней полагается справедливым эффект прилипания жидкости. Течение индуцируется неоднородным распределением примеси и давления на верхней границе рассматриваемого слоя. На верхней границе задается однородное распределение скоростей. Построенное решение принадлежит семействам Остроумова–Бириха и Линя–Сидорова–Аристова. Поле скоростей описывается двумерным профилем Куэтта, то есть обе компоненты скорости зависят от вертикальной поперечной координаты. Концентрация и давление описываются линейными формами относительно горизонтальных (продольных) координат с коэффициентами, зависящими от третьей координаты. Структура точного решения выбрана таким образом, чтобы тождественно удовлетворялось уравнение несжимаемости. Это позволило разрешить переопределенную квадратично нелинейную систему в частных производных. Неизвестные функции, определяющие гидродинамические поля, после подстановки в стационарную систему уравнений Обербека–Буссинеска, дополненную уравнениями диффузии и несжимаемости, найдены посредством интегрирования системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Эта система имеет тринадцатый порядок и допускает точное полиномиальное решение. Показано, что данное решение способно описывать возникновение нескольких зон противотечений и немонотонный характер удельной кинетической энергии, имеющей до двух нулей. Полученные точные решения способны иллюстрировать множественную стратификацию поля касательных напряжений, поля давления и концентрационного поля. Таким образом, гидродинамические поля имеют сложную топологию, определяемую зависимостью скоростей, давления и концентрации от поперечной координаты.

Абрамов И.И. «Возможна ли искусственная реализация сознания?» Нано- и микросистемная техника, 25, № 1, с. 42-48 (2023)

Рассмотрены три выделенных возможных направления искусственной реализации сознания: материалистическое; идеалистическое; гибридное. В результате проведенного анализа этих направлений сформулирована гипотеза о возможности искусственной реализации сознания, но приближенно, не в полном объеме.

Капцов О.В., Капцов Д.О. «Решения некоторых волновых моделей механики» Прикладная математика и механика, 87, № 2, с. 176-185 (2023)

Рассматриваются одномерные нестационарные уравнения с частными производными второго порядка, описывающие волны в неоднородных и нелинейных средах. Для построения решений используются контактные преобразования и дифференциальные подстановки Эйлера. Найдены общие и частные решения некоторых нестационарных моделей механики сплошной среды.

Петров А.Г. «Высокоточные численные схемы решения плоских краевых задач для полигармонического уравнения и их применение к задачам гидродинамики» Прикладная математика и механика, 87, № 3, с. 343-368 (2023)

Рассматриваются краевые задачи для гармонического, бигармонического уравнений, а также общего полигармонического уравнения для многосвязных областей на плоскости. Задачи сводятся к решению линейных интегральных уравнений на граничных контурах, которые предполагаются гладкими. Представлен алгоритм вывода аппроксимации интегральных уравнений линейной системой с учетом логарифмических особенностей ядер интегральных операторов, через которые выражаются интегральные уравнения. В алгоритме используется периодичность функций, заданных на замкнутых граничных контурах. С ростом числа точек сетки погрешность аппроксимации убывает быстрее, чем шаг сетки в любой фиксированной степени. Рассматриваются приложения к решению задач гидродинамики, фильтрации и другим задачам теоретической физики.

Очиров А.А., Чашечкин Ю.Д. «Волновое движение в вязкой однородной жидкости с поверхностным электрическим зарядом» Прикладная математика и механика, 87, № 3, с. 379-391 (2023)

Аналитическими асимптотическими методами исследовано влияние поверхностного электрического заряда на характер и свойства волнового движения свободной поверхности вязкой однородной жидкости. Получены выражения, описывающие дисперсионные зависимости компонент волнового движения. Определены фазовые и групповые скорости структур, формирующих волновое движение.

Григорьев А.И., Ширяева С.О., Коромыслов В.А. «О некоторых закономерностях реализации электростатической неустойчивости заряженной поверхности жидкости в бассейне конечных размеров» Прикладная математика и механика, 87, № 3, с. 392-408 (2023)

Рассмотрены физические закономерности реализации электростатической неустойчивости плоской заряженной поверхности несжимаемой вязкой проводящей жидкости в бассейне конечных размеров, где спектр появляющихся капиллярных волн дискретен. Показано, что критические условия начала электростатической неустойчивости несжимаемой вязкой проводящей жидкости в бассейне конечных размеров, совпадают с таковыми для безграничной поверхности бесконечно глубокой идеальной несжимаемой жидкости (совпадают с условиями реализации неустойчивости Тонкса–Френкеля). Это позволяет при экспериментальной проверке критерия реализации неустойчивости Тонкса-Френкеля пользоваться бассейнами конечных размеров, не допуская принципиальных ошибок.

Нгуен В.Л. «Степенные эллиптические тела минимального сопротивления в газовом потоке» Прикладная математика и механика, 87, № 3, с. 454-460 (2023)

Для степенного эллиптического тела вычисляется сила сопротивления в высокоскоростном потоке разреженного газа на основе нескольких локальных моделей. Решением вариационной задачи определяется показатель степени в образующей тела минимального сопротивления разного удлинения в зависимости от коэффициента эллиптичности.

Гореликова А.Е., Рандин В.В., Чинак А.В. «Исследование зависимости скорости пузырей в наклонном плоском канале от объемной доли газа и диаметра пузырей» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 1, с. 86-91 (2023)

Исследована скорость пузырьков в полидисперсном пузырьковом потоке в наклонном плоском канале при различных значениях числа Рейнольдса (4500–22700) и объемной доли газа. Исследование диаметров газовых пузырьков проводилось с использованием метода теневой фотографии. Показано, что при малых значениях числа Рейнольдса относительная скорость пузырьков выше. При небольших значениях объемной доли газа существенное количество пузырьков имеет малый диаметр (1 мм), при больших значениях расхода газа диаметр пузырька увеличивается до 3–5 мм. Ключевые слова: плоский канал, газожидкостный поток, пузыри, объемная доля газа, скорость жидкости

Васильев В.В., Лурье С.А. «Дифференциальные уравнения и проблема сингулярности решений в прикладной механике и математике» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 1, с. 114-127 (2023)

Предлагается модифицированная форма дифференциальных уравнений, описывающих физические процессы, исследуемые в прикладной математике и механике. Отмечается, что решения классических уравнений в особых точках могут испытывать разрывы первого и второго рода, не имеющие физической природы и не наблюдаемые экспериментально. При выводе новых уравнений, описывающих физические поля и процессы, рассматриваются не бесконечно малые элементы среды, а элементы, обладающие конечными размерами. В результате классические уравнения включают нелокальные функции, осредненные по объему элемента, и дополняются уравнениями Гельмгольца, устанавливающими связь между нелокальными и актуальными физическими переменными, которые являются гладкими функциями, не имеющими особых точек. Рассмотрены сингулярные задачи теории математической физики и теории упругости. Полученные решения сопоставляются с результатами экспериментов. Ключевые слова: прикладная механика, прикладная математика, дифференциальное исчисление, дифференциальные уравнения

Галимзянов М.Н., Гималтдинов И.К., Кочанова Е.Ю. «Взаимодействие волны давления в цилиндрическом канале со сферическим пузырьковым кластером» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 2, с. 96-104 (2023)

Численно исследовано взаимодействие волны давления типа ступеньки со сферическим газожидкостным кластером в цилиндрическом канале, заполненном жидкостью. Показано, что кластер генерирует уединенную волну давления большой амплитуды. Изучено влияние пузырькового кластера на динамику многократного отражения волны давления от границ цилиндрического канала. Показано, что результаты численных расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными. Ключевые слова: волна давления, сферический газожидкостный кластер, цилиндрический канал, фокусировка, аксиальная симметрия

Залкинд В.И., Зейгарник Ю.А., Низовский В.Л., Низовский Л.В., Щигель С.С. «Исследование процесса распыления перегретой воды через расширяющееся сопло» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 3, с. 32-37 (2023)

Экспериментально исследован процесс распыления метастабильной перегретой воды в случае ее истечения в атмосферу из конфузорно-диффузорного сопла при температуре 240–260°С. Дисперсионный состав факела распыления имеет бимодальный характер с преобладанием капель субмикронного размера, доля которых увеличивается с увеличением температуры и достигает 80% на выходе из сопла при температуре воды 260°С. Выполнены оценки влияния коагуляции капель на распределение доли капель большого размера по длине факела распыления. Ключевые слова: перегретая вода, метастабильное состояние, высокотонкое распыление, дисперсионные характеристики, бимодальное распределение, факел распыления, взрывное вскипание, двухфазный поток, рассеяние монохроматического излучения

Карпунин И.Э., Козлов В.Г. «Осцилляционная динамика границы раздела жидкостей в радиальной ячейке Хеле–Шоу» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 3, с. 62-73 (2023)

Экспериментально изучается динамика границы раздела несмешивающихся жидкостей с большой разностью вязкостей при варьировании значений частоты и амплитуды осцилляций, относительного начального положения жидкостей, толщины рабочего слоя жидкости. Показано, что при увеличении амплитуды колебаний границы раздела на ее поверхности пороговым образом проявляется пальчиковая неустойчивость, имеющая локальный характер. Обнаруженная неустойчивость осциллирующей границы аналогична неустойчивости Саффмана–Тейлора, развивающейся при равномерном вытеснении вязкой жидкости из щелевого канала (пористой среды). Ключевые слова: радиальная ячейка Хеле–Шоу, граница раздела жидкостей, большая разность вязкостей жидкостей, осцилляции, пальчиковая неустойчивость

Невзоров Р.Б. «Феноменологические аспекты суперсимметричных расширений Стандартной модели» Успехи физических наук, 193, № 6, с. 577-613 (2023)

Нарушение калибровочной симметрии в теориях Великого объединения (ТВО) может приводить к суперсимметричным (СУСИ) расширениям Стандартной модели (СМ) в области низких энергий, что позволяет в значительной степени стабилизировать электрослабую шкалу. Обсуждаются объединение калибровочных констант, хиггсовский сектор и ограничения на спектр суперчастиц в рамках нескольких СУСИ-расширений СМ. Рассматриваются возможные проявления СУСИ-моделей и экспериментальные ограничения.

Yildiz R.A. «Взрывное формование труб из закаленных алюминиевых сплавов» Физика горения и взрыва, 58, № 6, с. 121-134 (2022)

Экспериментально исследуется возможность формования взрывом дисперсионно-твердеющих алюминиевых сплавов 2024-Т4, 2024-Т6, 6061-Т4, 6061-Т6, 7075-Т4 и 7075-Т6. Формование взрывом используется для производства деталей большой и сложной геометрии за одну операцию. Для исследования способности к формованию взрывом наиболее распространенных алюминиевых сплавов, применяемых в аэрокосмической и авиационной промышленности, сконструирована экспериментальная пресс-форма. Для определения механического поведения сплавов при низких скоростях деформации проведены испытания на растяжение. Испытания с V-образным надрезом по Шарпи использовались в качестве исходных значений для определения вязкости разрушения и энергии разрушения. Скорость деформации с учетом угла расширения рассчитывали по аналитической формуле скорости металла Герни. При взрывном формовании на воздухе ее предельное значение примерно 1.1·10⁵ с^–1. Результаты исследований показали, что алюминиевый сплав 6061-Т4 может быть сформирован взрывом до требуемой геометрии без каких-либо впадин, трещин, разрывов и областей излома. Состояние отпуска Т6 значительно повышает прочность испытанных сплавов, сопровождающуюся снижением пластичности и потенциала зарождения трещин. Все испытуемые сплавы, за исключением алюминиевого сплава 6061-Т4, разрушались при испытаниях на формообразование взрывом. Исследования с помощью стереомикроскопа и сканирующего электронного микроскопа сплавов в состоянии пиковой прочности Т6 выявили транскристаллический излом и фасетки скола, возникающие в результате хрупкого разрушения, инициированного высокой скоростью деформации.