ФИЗИКА ЖИДКОСТИ, НЕЙТРАЛЬНЫХ И ИОНИЗОВАННЫХ ГАЗОВ
Численно исследовано развитие локализованных возмущений в сверхзвуковом пограничном слое для числа Маха M = 2. Установлено, что скорость переднего фронта больше скорости заднего фронта, что согласуется с экспериментальными данными. В области переднего фронта возникают колебания по мере движения волнового пакета вниз по потоку, и их амплитуда растет во времени. Для сравнения результатов численного моделирования с классической теорией устойчивости волновой пакет раскладывался в спектр по частотам и волновым числам. Максимальный вклад в суммарное возмущение принадлежит волнам с углами наклона фронта волны к передней кромке пластины, равными примерно 60 градусам. Пространственные коэффициенты их усиления хорошо согласуются с данными теории устойчивости локально непараллельных течений. Соответствие ухудшается при меньших углах наклона из-за их малости относительно вклада волн с углами 60 градусов и нелинейного взаимодействия с волнами разных частот и наклонов.
В рамках работы представлена концепция использования специальной системы в качестве несущей поверхности летательных аппаратов новых типов. В основе концепции лежит использование разработанного и запатентованного авторами устройства – вариоформно-секционного крыла (ВФС-крыла). Эта несущая поверхность состоит из жесткого несущего каркаса и с гибкими силовыми элементами и эластичной обшивкой. С одной стороны, конструкция устройства позволяет организовать управление как течением на поверхности крыла, благодаря чему значительно улучшаются аэродинамические характеристики области критических углов атаки. С другой стороны, система позволяет управлять отклонением траектории аппарата путем изменения распределения давления на несущей поверхности. При этом летательный аппарат не нуждается в классических шарнирно-секционных рулевых элементах и сопряженных с ними системах приводов и агрегатов. В данной публикации продемонстрированы теоретические и экспериментальные данные, подтверждающие эффективность предложенных методов.
Представлены результаты исследования устойчивости сверхзвукового пограничного слоя по отношению к естественным возмущениям первой вихревой моды. Поверхность модели плоской пластины была оборудована кавернами (прямоугольными углублениями, пазами) малой глубины (h = 0,18 мм, число Рейнольдса Reh ≈ 1000) с различными углами их ориентации 0 и 60°. Эксперименты проводились при числе Маха М = 2. Обнаружено, что при уменьшении угла ориентации продольных каверн от 60° до 0 максимальные инкременты роста возмущений снижаются и при нулевом угле становятся меньше их значений для гладкой пластины. Полученные результаты показывают, что возмущения первой моды в сверхзвуковом пограничном слое можно стабилизировать продольными кавернами периодической структуры малой глубины, однако наличие каверн той же глубины, но ориентированных под углом 60°, приводит к заметной дестабилизации течения.
Работа посвящена предварительным исследованиям мембранно-сорбционного метода разделения газов в динамическом режиме. Для исследования и анализа данного режима газоразделения необходимо создание специального экспериментального стенда и измерительного оборудования, позволяющего непосредственно в темпе эксперимента получать информацию об изменении концентрации компонент в газовой смеси. Для измерения концентрации в ходе эксперимента был использован разработанный в ИТПМ СО РАН датчик концентрации для бинарных смесей газов на основе термоанемометрического метода. Проведено тестирования датчика концентрации, получены тарировочные зависимости для воздушно-гелиевой смеси, отработана методика по измерению концентрации компонент в газовой смеси непосредственно в темпе проведения эксперимента. Определены параметры отклика датчика на ступенчатое изменение концентрации гелия в смеси, время реакции составило менее 0,4 секунды. Проведены эксперименты по моделированию динамического режима сорбции при течении гелийсодержащей смеси по селективно проницаемому слою из кремнеземных микросфер. По результатам экспериментов даны рекомендации по подготовке стенда для динамического разделения газов на основе мембранно-сорбционного метода.
Выполнено экспериментальное исследование диффузионного факела при истечении водорода из круглого и щелевого микросопла при до- и сверхзвуковой скорости. Впервые обнаружены четыре сценария диффузионного горения плоской микроструи водорода, включая горение при сверхзвуковом истечении струи водорода. Установлено, что стабилизация факела при дозвуковой скорости истечения микроструи водорода связана с наличием «перетяжки» факела, разделяющей ламинарную и турбулентную части факела. При сверхзвуковой скорости истечения недорасширенной микроструи стабилизации факела способствует образующаяся волновая структура неоднородностей. Обнаружен гистерезис процесса диффузионного горения плоской микроструи водорода в зависимости от области поджига. При поджиге вблизи среза сопла реализуется присоединенный факел, сопровождаемый нагревом сопла. При поджиге выше по струе реализуется поднятый факел, при этом нагрев среза сопла значительно меньше предыдущего случая. С ростом скорости истечения развитие двух типов факелов протекают по разным сценариям.
ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА, ПОЛУПРОВОДНИКОВ, НАНОСТРУКТУР
В данной статье представлено изучение влияния внешних воздействий, таких как отжиг в печи, шлифовка, TIG- и электронно-лучевая сварки на магнитную проницаемость нержавеющих сталей аустенитного класса. Подробно описан процесс измерения и определения магнитных свойств стали. Помимо этого показана необходимость проведения дополнительной обработки нержавеющей стали для изменения ее магнитных свойств.
ФИЗИКА ХИМИЧЕСКАЯ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ, МЕДИЦИНСКАЯ
В данной работе приведены результаты исследования фотофизической активности продуктов медленного термического разложения энергетического материала 3-нитро-4,5-дигидро-1,2,4-триазол-5-она (НТО). Показаны спектральные свойства, цветовая палитра и фотолюминесценция продуктов разложения НТО. Установлено, что при увеличении длины волны облучения от 400 до 700 нм увеличивается выход фотонов с меньшей энергией.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕПОДАВАНИЯ ФИЗИКИ
Рассматривается решение уравнений, содержащих неизвестную под знаком интеграла с помощью систем компьютерной математики. Предложено рациональное решение уравнения в задаче определения примесей с помощью лазерного зондирования атмосферы. Показано, как численно определять энергетический спектр квантовых систем в квазиклассическом приближении с использованием условия квантования Бора – Зоммерфельда. Приведены решения уравнений, содержащих функции Бесселя в интегральном представлении в задачах: о дифракции света на непрозрачном диске, о диффузии магнитного поля в полом цилиндре, об определении критического размера ядерного реактора. Найден спектр ридберговских состояний атома водорода в электрическом поле. Предложен способ определения термодинамических свойств релятивистского ферми-газа.