авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 ||

«Учреждение Российской академии наук Уральское отделение РАН Российский национальный комитет по теоретической и прикладной механике Научный совет РАН по механике ...»

-- [ Страница 11 ] --

Модель представляет собой модель находящейся в статическом состоянии градиентной линейно упругой среды произвольного порядка с внутренним давлением, дополненную уравнениями состояния электронного и фононного газов, а также моделью нелокального потенциального парного, тройного и т.д. взаимодействия ее бесконечно малых частиц.

Потенциалы взаимодействий постулируются, а их параметры определяются через термодинамические характеристики материала. Характеристики упругого состояния градиентной среды благодаря этому вычисляются через эти потенциалы и термодинамические характеристики фононного и электронного (для металлов) газов.

Изменения свободной энергии, происходящие при образовании свободной поверхности и адгезионном контакте, необходимые для расчета поверхностной энергии и энергии адгезии, вычисляются в моменты непосредственно перед началом этих мгновенно происходящих процессов и сразу же после их окончания. Так что изменения плотности распределения электронного и фононного газов, деформации решетки оказываются пренебрежимо малыми.

Результаты расчетов удовлетворительно соответствуют известным в научной литературе данным.

ОЦЕНКА ВИБРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ «ГРУНТОВОЕ ОСНОВАНИЕ – ФУНДАМЕНТ – ЗДАНИЕ» ПРИ МОНИТОРИНГЕ КОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЯ Цветков Р.В., Шардаков И.Н.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь В настоящее время в мире активно создаются и эксплуатируются автоматизированные системы мониторинга состояния различных конструкций. В работе рассмотрим в качестве объекта мониторинга конструкцию здания на грунтовом основании. Из многообразия деформационных параметров, которые можно измерять при помощи различных датчиков, большой интерес представляют величины характеризующие динамические процессы в элементах конструкций. Возможностям использования анализа динамических процессов для мониторинга механического состояния сооружений посвящены различные публикации [1-2].

Можно отметить, что в параметрах, характеризующих динамические процессы в системе «грунтовое основание — фундамент — здание», содержится важная информация как о его источнике, так и о механическом состоянии элементов сооружения.

Процесс возникновения динамических колебаний конструкции может иметь разную природу и быть вызван естественными природными или техногенными воздействиями. В силу особенностей расположения здания в городской черте, где возможны различные техногенные воздействия (в том числе от движения транспорта и работы механизмов), были рассмотрены два типа воздействия.

Замена бесконечного полупространства конечным массивом упругой среды в задачах распространения волн приводит к появлению волн отражения от границы, которые могут накладываться друг на друга. В ряде случаев можно подобрать специальные граничные условия, которые обеспечат отсутствие отраженной волны от границы расчетной области.

Другой подход связан с использованием квазиравномерных сеток с конечным числом интервалов. В данной работе для оценки вибрационных процессов системы «грунтовое основание – фундамент – здание» был взят конечный массив упругой среды. Для уменьшения влияния отраженных волн к границам массива грунта были добавлены несколько слоев массива грунта с точно такими же механическими свойствами, но с большим коэффициентом демпфирования каждого последующего слоя.

Литература 1. Шахраманьян М.А., Нигметов Г.М. и др. Пат. РФ 2141635. Способ динамических испытаний зданий и сооружений и устройство для его осуществления - № 99105726/28;

заявл. 30.03.99;

опубл. 20.11.99.

2. Юдахин Ф.Н., Капустян Н.К., Антоновская Г.Н. Инженерно-сейсмические исследования геологической среды и строительных конструкций с использованием ветровых колебаний зданий– Екатеринбург : ИЭПС УрО РАН, 2007, 2007. – 156с.

УСТОЙЧИВОСТЬ АДВЕКТИВНОГО ТЕЧЕНИЯ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ Черепанов И.Н., Смородин Б.Л.

Пермский государственный университет, Пермь Решение, характеризующее плоскопараллельное адвективное течение магнитной жидкости в сильном магнитном поле, получено в [1].

В данном исследовании проведен линейный анализ устойчивости этого основного течения магнитной жидкости. Задача решалась методами 1) дифференциальной прогонки и 2) Галеркина с разложениями возмущений каждого поля по базисам, содержащим до базисных функций.

Изучено поведения плоских, спиральных и пространственных возмущений. Показано, что внешнее магнитное поле понижает порог устойчивости течения. Диаграммы неустойчивости основного течения построены в широком интервале чисел Прандтля (Pr=10– 80). Анализ разных мод неустойчивости и их конкуренции показал, что во всей рассмотренной области параметров наиболее опасными являются спиральные возмущения.

При малых значениях магнитного числа Грасгофа они представляют возмущения с волновым числом k4 и мало отличаются от возмущений в отсутствии магнитного поля. При увеличении магнитного числа Грасгофа на границе устойчивости появляется излом и порог устойчивости резко понижается (наиболее опасными становятся возмущения с меньшим волновым числом k2). Построены изолинии возмущений функции тока, температуры и магнитного потенциала. Границы неустойчивости пространственных и плоских возмущений повторяют закономерности границы спиральных возмущений, но расположены выше.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант № 10-01-96037).

Литература 1. M. Hennenberg,B. Weyssow,S. Slavtchev,Th. Desaive,B. Scheid, Steady flows of a laterally heated ferrofluid layer:

Influence of inclinedstrong magnetic field and gravity level, Physics of fluids, Vol. 18, 093602 (2006).

МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫЕ ЭЛАСТОМЕРЫ: СИНТЕЗ, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ Чертович А.В., 2Степанов Г.В., 1Крамаренко Е.Ю.

Физический факультет, Московский государственный университет, Москва Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений,, Москва Магнитоуправляемые эластомеры (МУЭ) принадлежат к новому типу магнитореологических «интеллектуальных» материалов, способных изменять свои свойства под действием внешним магнитных полей. Они представляют собой полимерные матрицы с внедренными в них магнитными частицами железа и его окислов нано и/или микро размера.

МУЭ обладают небольшим модулем Юнга (порядка нескольких десятков кПа), так что упругие силы полимерной матрицы и магнитные силы, действующие между частицами магнитного наполнителя в магнитном поле, оказываются сравнимы по порядку величины. В результате магнитоуправляемого структурирования наполнителя внутри полимерной матрицы эластомеры демонстрируют (а) уникальную способность к быстрым и контролируемым значительным изменениям вязкоупругих свойств под действием внешних магнитных полей (магнитореологический эффект);

(б) уникальную способность к быстрым и контролируемым крупномасштабным деформациям в градиентных магнитных полях (магнитодеформационный эффект);

(в) эффект памяти формы, или эффект пластичности, индуцированной магнитным полем.

Исследована зависимость перечисленных выше свойств МУЭ от типа и содержания магнитного наполнителя, а также свойств полимерной матрицы. Особое внимание уделяется особенностям вязкоупругого поведения МУЭ на основе магнитожесткого наполнителя в магнитных полях.

Демонстрируются возможности практического применения МУЭ.

Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (ГК № П2290).

ПАДЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ В КРУГЛОЙ ТРУБЕ С МАЛЫМ РАДИУСОМ ПОВОРОТА 1, Чупин А.В.

Институт механики сплошных сред, Пермь Пермский государственный университет, Пермь Течения в криволинейных каналах встречаются повсюду в промышленности.

Существуют эмпирические формулы, описывающие гидравлическое сопротивление среды, которые обычно имеют вид формулы Вейсбаха: hw = v / 2 g, где коэффициент Дарси представляет собой однозначную функцию для прямолинейных каналов (а для ламинарных течений и аналитически вычисляется: = 64 / Re )[1]. Случай криволинейных каналов в гидравлике интересен, в первую очередь, в ситуациях локального поворота трубы. В этом случае для местного гидросопротивления использует ту же форму Вейсбаха[2], но при этом коэффициент Дарси приобретает более эмпирический оттенок – описывает лишь конкретную интегральную величину и требует подгонки в случае изменения начальных условий, и не пригодна для определения иных, кроме, потери напора, величин. К тому же, они известны только для развитого турбулентного течения[1, 2].

Это приводит к необходимости детально исследовать структуру и свойства ламинарного течения в отрезках труб с крутым поворотом, или, модельно, – в торе с малым радиусом кривизны.

В данной работе численно исследуется течение в толстом торе. Показывается отличие в профилях скорости и распределении касательных напряжений при различных инициирующих факторах (однородное гидродинамическое давление, сила инерции, заданный входной профиль) и предлагаются различные эмпирические формулы для гидравлического сопротивления.

Дополнительно показывается применение течения в толстом торе для гидромагнитного динамо-эффекта. Хотя интенсивность вторичного течения в тонком торе не настолько велика, чтобы обеспечить достаточную спиральность для генерации магнитного поля, увеличение кривизны тора может привести к появлению динамо. Этому же может способствовать глобальность динамо-волны, генерируемой в толстом торе [3].

Литература 1. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя – Москва: «Наука», 1974. – 712 с.

2. Кононов А. А. Основы гидравлики: http://gidravl.narod.ru/gidrosopr.html 3. Chupin, A., Frick, P., Stepanov, R. The screw dynamo in a thick torus. – Astronomische Nachrichten. – 2011. – V. 332. – 11- ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АДДИТИВНОЙ ЦВЕТОВОЙ МОДЕЛИ ОТБЕЛЕННЫХ ЗУБОВ Шадрин В.В., 1Зуев А.Л., 2Ерофеева Е.С., 2Гилева О.С.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера Росздрава, Пермь При косметическом химическом отбеливании зубов важное значение приобретает оценка интенсивности и качества отбеливающего эффекта. В клинической практике для этих целей широко применяются специальные цветовые шкалы VITA Shade Guide и VITA Toothguide 3D-MASTER фирмы VITA (Германия), в которых белизна зуба определяется субъективно, путём визуального сравнения яркости, насыщенности и цветового тона зубной эмали с эталонными образцами. В лабораторных условиях при отработке методики применения и сравнительных испытаниях различных отбеливающих препаратов необходима количественная оценка степени белизны зубов.

Предложена методика, основанная на использовании аддитивной цветовой модели RGB, созданной для целей компьютерного цветовоспроизведения и составляющей основу всех программных редакторов изображения. Цвет в модели RGB представляется как сумма трех базовых цветов — красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Каждый базовый цвет характеризуется интенсивностью, которая может принимать 256 дискретных значений от 0 до 255, что позволяет, варьируя вклад каждой их составляющих, получить 256256256 = 16 777 216 различных цветовых оттенков.

Исследования проводились с помощью оптического микроскопа Hirox KH-7700.

Полученные фотографические изображения обрабатывались в редакторе Photoshop. На каждой фотографии вырезался участок исследуемой поверхности зуба размером пикселов, для которого рассчитывались средние значения параметров RGB. Тестовые измерения были проведены на стандартизированных пластмассовых образцах шкалы VITA, значения цветовой градации RGB которых были предварительно определены с помощью сканера HP ScanJet G3110. Было исследовано шесть удаленных интактных зубов, последовательно подвергнутых затем многократному (до 4 раз) отбеливанию. По данным анализа обнаружено, что увеличение отбеливающего эффекта после однократного нанесения геля составило 11,8%, после второй аппликации 12,2%, характеризуя ещё более выраженный эффект отбеливания, тогда как уже третья процедура не сопровождалась приростом значений RGB. Таким образом, проведение дальнейшего отбеливания для улучшения отбеливающего эффекта представляется нецелесообразным. Разработанная количественная методика оценки позволяет определить необходимую продолжительность процедуры отбеливания для каждого отбеливающего препарата.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ-Урал № 09-08-99102-р_урал_офи.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД Шакиров Н.В., 1Судаков А.И., 1Зуев А.Л., 2Мишланов В.Ю.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь ГОУ ВПО "Пермская государственная медицинская академия им. академика Е.А.Вагнера" Росздрава, Пермь При исследовании биологических сред широко используется воздействие на них переменного электрического тока. Изучение прохождения электрического тока через сплошную среду осуществляется с помощью аналоговых моделей. Эквивалентные электрические схемы позволяют моделировать омические и емкостные свойства исследуемых биообъектов и сравнивать расчетные и экспериментальные данные их электрического импеданса. Целью настоящей работы является выявление круга параметров, оказывающих наиболее существенное влияние на величину биологического импеданса;

изучение основных физических закономерностей изменения электропроводности модельных биологических жидкостей в зависимости от характеристик зондирующего переменного электрического тока (частоты, напряжения, силы тока) и гидродинамических параметров течения (скорости и расхода течения, амплитуды и частоты пульсаций давления). Опыты проводились с несколькими биологическими жидкостями, различающимися по своему органическому и кристалловидному составу (растворы NaCl, CaCl2, декстранов и белков, такие как полиглюкин и реополиглюкин, плазма крови, цельная кровь). Эксперименты выполнялись на импедансометрической установке, предназначенной для определения электрического сопротивления растворов модельных жидкостей в сосудах, как в статическом режиме, так и в условиях течения, имитирующего гемодинамические параметры сердечно сосудистой системы. В качестве эквивалентной электрической схемы, исследуемых биологических жидкостей, была выбрана 4-х элементная модель, состоящая из двух резисторов R1 и R2 и двух конденсаторов C1 и C2. Параметры модели R1, R2, C1 и C находились по экспериментальным данным с использованием метода наименьших квадратов. При электрическом моделировании биологических тканей (клеточной массы) обычно чаще всего используется 3-х элементная эквивалентная схема, поскольку емкостное сопротивление биологических объектов в основном определяется статической емкостью клеточных мембран, которая на несколько порядков по величине превышает величину поляризационной емкости. Такая схема представляет собой две параллельно включенные цепочки, одна из которых состоит из последовательно соединенных активного сопротивления и емкости, а другая – только из активного сопротивления. Эта модель, в частности, хорошо описывает наличие экстремума у графика изменения угла сдвига в зависимости от частоты переменного тока, наблюдаемое в клинической практике при импедансометрических измерениях человеческих органов.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ-Урал № 09-01-99016-р_урал_офи.

ЛИНЕЙНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ КОНВЕКТИВНОГО ТЕЧЕНИЯ В НАКЛОННОМ ПЛОСКОМ СЛОЕ С ПРОДОЛЬНЫМ ГРАДИЕНТОМ ТЕМПЕРАТУРЫ Шарифулин А.Н., Сагитов Р.В.

Пермский государственный технический университет, Пермь Интерес к конвективным течениям в бесконечных слоях, обусловленным продольным градиентом температуры, связан с рядом геофизических и технологических приложений. К ним относятся, например, горизонтальные течения в атмосфере и океане, конвекция в шахтных выработках. Теоретическое исследование такого рода течений начато монографией Остроумова Г.А.[1], где сформулирована задача о плоскопараллельном течении в наклоненном плоском слое при наличии, как продольного, так и поперечного градиента температуры. Там же аналитически получены точные выражения для профилей скорости и температуры. Результаты исследования устойчивости этого течения для ряда предельных случаев (подогреваемый снизу горизонтальный слой, подогреваемый снизу вертикальный слой, подогреваемый сбоку вертикальный слой;

горизонтальный слой с продольным градиентом температуры) различными авторами приведены в монографиях [2,3].

Исследование устойчивости течения Остроумова в наклоненном на произвольный угол плоском слое с продольным градиентом температуры на твердых идеально теплопроводными твердыми границами. ранее не проводилось. Особенностью задачи является сингулярность основного течения, проявляющаяся в многократном переходе через бесконечность максимальной скорости течения при увеличении числа Грасгофа для случая наклона, промежуточного между подогревом снизу и сбоку.

Приводятся результаты аналитического и численного исследования линейной устойчивости течения по отношению к монотонным и колебательным, плоским и спиральным возмущениям для всех углов наклона в широком интервале чисел Прандтля.

Показано, что хорошо известная карта устойчивости, соответствующая горизонтальному слою с продольным градиентом структурно неустойчива. Она претерпевает качественные изменения даже при отклонении от горизонтальности всего на 1 градус.

Литература 1. Остроумов Г. А. Свободная тепловая конвекция в условиях внутренней задачи. Гостехиздат, Москва – Ленинград, 1952. - 285 c.

2. Гершуни Г.3, Жуховицкий Е.М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости. - М.: Наука, 1972. 392 с.

3. Гершуни Г.3, Жуховицкий Е.М. Непомнящий А.А. Устойчивость конвективных течений. - М.: Наука, 1989.

- 320 с.

ХАОТИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА ДРЕЙФА ВСПЛЫВАЮЩИХ ПУЗЫРЕЙ В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ Шатрова Е.Ф.

Пермский государственный университет, Пермь Известная задача Стокса о движении шара в вязкой жидкости [1] чаще всего изучается как пример обтекания тела, имеющего значительную кривизну. В частности установлено, что при числах Рейнольдса порядка нескольких десятков [2] ламинарное обтекание неподвижных шаров сменяется турбулентным с характерным для турбулентных течений образованием пограничных слоёв и отрывом с критических точек поверхности кармановских вихрей. Однако насколько можно судить по доступной литературе, до сих пор не производилось специальных исследований влияния отрыва вихрей на свободный дрейф шаров под действием постоянных внешних сил.

В работе описаны эксперименты по определению траектории пузырей, свободно всплывающих под действием гравитационных сил, при числах Рейнольдса порядка нескольких тысяч.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке из средств Гранта RUX0-009 PE-06 Американского Фонда Гражданских исследований и Развития (АФГИР) (грант №10 17-н-17и).

Литература 1. Ландау Л..Д., Лифшиц Е.М Теоретическая физика. Т. VI. Гидродинамика. Изд 3-е, перер. М.: Наука, 1986.

736 с.

2. Ван Дайк Ван Дайк М. Методы возмущений в механике жидкости. М.: Мир,1967.

ВЛИЯНИЕ ВРАЩЕНИЯ НА КАСКАДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СПИРАЛЬНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ Шестаков А.В., Степанов Р.А., Фрик П.Г.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь Каскадные модели турбулентности – системы обыкновенных дифференциальных уравнений гидродинамического типа, образующих динамическую модель, с помощью которой удается описать поведение интегралов движения в развитой турбулентности. При этом вопрос возможности изучения влияния вращения на динамику турбулентности с помощью каскадных моделей остается открытым.

В работе изучается влияние вращения на механизмы переноса интегралов движения в трехмерной гидродинамической турбулентности на основе каскадной модели, построенной для описания спиральной турбулентности [1]:

[ ] U n = ik n 1 U n21 + (U n 1 ) 2 + (U nU n +1 U nU n +1 ) 2 (U nU n +1 + U nU n +1 ) + * * * * * [ ] + ik 2 U n 1U n + U n 1U n + (U n 1U n U n 1U n ) 2 (U n2+1 + (U n +1 ) 2 ) * * * * * (1) Re 1 k 2U n + F n На жидкость при вращении действует сила Кориолиса, которая в данной работе смоделирована в виде: F c = ± i ( t ) U n ( t ), предложенном в работе [2]:

В работе исследуются спектральные распределения и потоки энергии и спиральности, а также поведение структурных функций и скейлинговых показателей структурных функций.

Показано, что наличие вращения приводит к накоплению энергии в больших масштабах, E(k)~k-2, что согласуется с распределение которой отвечает спектральному закону результатами, полученными в работах [3] и [4]. Увеличение интенсивности вращения увеличивает интервал в области больших масштабов, в котором происходит накопление энергии, при этом диапазон масштабов, на который распространяется действие силы 1/ Кориолиса, соответствует оценке l l = 3, приведенной в работе [5]. Кроме того, показано, что вращение не оказывает существенного влияния на поток энергии по спектру, но в то же время сила Кориолиса в такой постановке не обеспечивает поток спиральности по спектру и устойчивого спектрального распределения спиральности.

Литература.

1. Степанов Р.А., Фрик П.Г., Шестаков А.В, О спектральных свойствах спиральной турбулентности.

//Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2009 №5 С.33-43.

2. Plunian Franck, Stepanov Rodion., Cascade and dissipation in rotating, low Pm, MHD turbulence. // PhysRevE.82.046311.

3. Reshetnyak M., The shell model approach to the rapidly rotating liquid bodies. // In proceedings of The 5th International Conference ''Problems of the Geocosmos'', St.Petersburg, Petrodvorets, May 24-28, 2004, 311-314.

4. Hattori Y., Rubinstein R., Ishizawa A. Shell model for rotating turbulence //PhysRev E. 2004. V.70. 5. Zeman O. A not on the spectra and decay of rotating homogeneous turbulence // Phys. Fluids. 1994. V.6, N.10.

P.3221-3223.

САМОДИФФУЗИЯ ОСМОТИЧЕСКОГО МОТОРА 1,2, Шкляев С.В., 1Брэди Дж.Ф., 2Кордова-Фигуэро У.М.

California Institute of Technology, Pasadena, USA University of Puerto Rico, Mayaguez, Puerto Rico Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь В настоящее время, в связи с многочисленными приложениями в биологии, медицине и химии, достаточно интенсивно изучаются объекты, способные к самодвижению в покоящейся в среднем жидкости. Под самодвижением здесь понимается движение в отсуствие деформации поверхности (плавание) и/или внешних градиентов полей (термофорез, диффузиофорез). Одной из возможных реализаций самодвижения является Осмотический Мотор – частица, на поверхности которой происходит несимметричная химическая реакция.

В данной работе рассмотрена коллоидная реализация Осмотического Мотора [1]:

сферическая частица, на части поверхности которой нанесен катализатор. Частица находится в суспензии химически активных частиц, распадающихся в присутствии катализатора, т.е. на реактивной части поверхности Осмотического Мотора. Вследствие указанной неоднородности, концентрация реактанта выше вблизи пассивной части поверхности и ниже вблизи активной части. Эта разность в концентрации приводит к разности в осмотическом давлении, т.е. к самодвижению Мотора.

Работа посвящена исследованию поступательной и вращательной самодиффузии Осмотического Мотора. Последний эффект особо важен, т.к. случайные вращения каталитической частицы приводят к изменениям в направлении его скорости, что в конце концов влечет за собой потерю начального направления самодвижения.

Для разреженной суспензии проведены численные расчеты коэффициента диффузии, а также аналитические вычисления в ряде предельных случаев. Особое внимание уделено практически важному случаю, когда радиус Осмотического Мотора велик по сравнению с радиусом реактанта. Вычисления проведены в широком диапазоне скорости химической реакции.

Литература 1. U. M. Cordova-Figueroa and J. F. Brady, Phys. Rev. Lett. 100, 158303 (2008).

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ДИССИПАТИВНЫХ КОМПАКТОНОВ В КОНВЕКЦИИ МАРАНГОНИ 1, Шкляев С.В., 3Штраубе А.В., 4Пиковский А.С.

California Institute of Technology, Pasadena, USA Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь Humboldt University of Berlin, Berlin, Germany University of Potsdam, Potsdam, Germany Конвекция Марангони, возникающая в тонкой пленки, подогреваемой снизу, изучается на протяжении нескольких десятков лет. Хорошо известно, что вследствие развития неустойчивости возникают разрывы пленки (поверхность касается дна). Однако, такие режимы достаточно сложны для численного анализа, в результате чего не было ясно, происходит ли касание подложки свободной поверхностью за конечное или за бесконечное время. Более того, несмотря на догадки о фрактальной природе образующихся на больших временах структур, этот факт не был подтвержден сколь бы то ни было убедительно.

В данной работе для исследования двумерной длинноволной конвекции Марангони применяется понятие «дисспативный компактон», введенное по аналогии с компактонами, исследованными в консервативных системах с нелинейной дисперсией [1]. Физически диссипативный компактон является каплей жидкости с нулевым краевым углом, поддерживаемой за счет баланса конвективного течения и поверхностного натяжения. С математической точки зрения важно, что диссипативный компактон является самоаффинным объектом – уменьшение длины капли вдвое приводит к уменьшению ее высоты вчетверо.


Показано, что в результате развития неустойчивости плоского слоя возникает фрактальная структура, примитивным элементом которой является диссипативный компактон. При этом образование ядра каждого компактона происходит достаточно быстро, однако для касания свободной поверхностью подложки необходимо бесконечное время.

Размер компактона n-ного поколения уменьшается суперэкспоненциально с ростом n.

Последний факт означает, что фрактальная размерность диссипативных компактонов равна единице (фрактал сухих пятен между каплями имеет нулевую размерность).

Работа поддержана в рамках совместного проекта РФФИ (грант 08-01-91959) и DFG (грант 436 RUS113/977/0-1).

Литература 1. P. Rosenau and J. M. Hyman, Phys. Rev. Lett. 70, 564 (1993);

2. S. Shklyaev, A.V. Straube, and A. Pikovsky. Phys. Rev. E 82, 020601(R) (2010).

НЕРАВНОВЕСНЫЕ СТРУКТУРЫ В СИСТЕМАХ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ: ТЕОРИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТ 1, Штраубе А.В., 2Louis А.A., 3Baumgartl J., 4Bechinger C., 2Dullens R.P.A.

Humboldt University of Berlin, Berlin, Germany University of Oxford, Oxford, United Kingdom University of St. Andrews, St. Andrews, United Kingdom University of Stuttgart, Stuttgart, Germany Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований неравновесных структур, возникающих из неустойчивых двумерных конфигураций суперпарамагнитных коллоидных частиц. Применение внешнего постоянного магнитного поля идуцирует отталкивание между частицами, дестабилизирующее влияние которого компенсируется “притягивающими центрами”, создаваемыми с помощью лазерных пинцетов (“optical tweezers”). Изменение интенсивности магнитного поля и захват частиц (каждой по отдельности или группы частиц) позволяет создавать равновесные конфигурации в форме линейной цепочки и плоского кластера. Внезапное отключение лазерных пинцетов делает такую систему неустойчивой и сопровождается возникновением динамической структуры.

Показано, что неравновесная структура, возникающая из кластера, соответствует системе расширяющихся концентрических колец (см. рис., шкала задает время в секундах).

Для линейной цепочки частиц наблюдается зигзагоподобная динамическая структура.

Данная структура сохряняется для исходных значений магнитного поля ниже критического, при котором происходит разрушение равновесного состояния с линейной симметрией с переходом к равновесию в форме зигзага. Теория и численное моделирование объясняют описанные эффекты и находятся в количественном согласии с экспериментом.

Работа поддержана в рамках проектов DFG (Project No. STR 1021/1-2) и HPC EUROPA2 (Project No. 228398).

Литература 1. Straube A.V., Louis A.A., Baumgartl J., Bechinger C., and Dullens R.P.A., Pattern formation in colloidal explosions, submitted to Europhys. Lett. (e-print arXiv:1009.1930).

ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ВИБРАЦИЙ НА КОНВЕКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ Шулепова Е.В., Перминов А.В.

Пермский государственный технический университет Проблема влияния высокочастотных вибраций на конвективное движение нелинейновязких сред мало изучена теоретически, и представляет несомненный интерес.

Подобные исследования актуальны, например, при изучении процессов связанных с добычей, транспортировкой, хранением и переработкой нефти и нефтепродуктов.

Реологические свойства неньютоновской жидкости определялись моделью Уильямсона [1], которая при определенном наборе реологических параметров с хорошей степенью точности описывает вязкопластичные свойства нефти.

В работе в высокочастоном приближении были получены уравнения термовибрационной конвекции для жидкости Уильямсона. Для вывода уравнений применен метод осреднения, предложенный в работе [2]. На основании полученных уравнений было сформулировано условие квазиравновесия жидкости, находящейся в поле высокочастотных вибраций. Показано, что для бесконечного слоя неньютоновской жидкости, ограниченного твердыми идеально-теплопроводными границами, условие квазиравновесия совпадает с аналогичным условием для ньютоновской жидкости [3].

Для вертикального слоя вязкопластичной жидкости, совершающего продольные вибрации в поле тяжести, исследовалась зависимость интенсивности конвективного движения от реологических параметров модели. Зависимость интенсивности течения от реологического параметра, соответствующего критическому напряжению сдвига, является монотонно убывающей функцией. Для вязкопластичной жидкости при слабоинтенсивых вибрациях можно наблюдать возникновение в полости квазитвердых зон. На профилях скорости в областях максимума появляются участки, где скорость практически не изменяется. При увеличении интенсивности вибраций квазитвердые области разрушаются, а скорость конвективного движения повышается.

Литература 1. Уилкинсон У.Л. Неньютоновские жидкости. Гидромеханика, перемешивание и теплообмен. – М.: Мир.

1964.

2. Любимов Д.В., Любимова Т.П., Черепанов А.А. Динамика поверхностей раздела в вибрационных полях. – М.:

ФИЗМАТЛИТ, 2003.

Демин В.А. Термовибрационная конвективная неустойчивость наклонного слоя жидкости. – Механика 3.


жидкости, газа и плазмы. ПГУ, 1998.

УКАЗАТЕЛИ Боровков А.И., 26, B Бородин И.Н., Д Бочкарёв С.А., 54, Baumgartl J., Бояршинов М.Г., 32 Давыдова М.М., 91, Bechinger C., Брагов А.М., 56 Данилов В.А., Бразгина О.В., 57 Данилов М.И., D Брацун Д.А., 201, 221 Дац Е.П., Брэди Дж.Ф., 333 Двойников С.С., Dullens R.P.A., 335 Брюханов П.А., 17 Деев В.М., 77, Бубнов М.А., 215 Демин В.А., L Бузмакова С.В., 58 Денисов А.С., Бураго Н.Г., 59 Денисов С.А., Louis А.A., 335 Буркова Е.Н., 60 Денисова М.О., Бурмашева Н.В., 299 Денисюк Е.Я., 98, R Бурнышева А.В., 61 Джумаев М.Г., Бутакова Н.Н., 62 Добросердова А.Б., Roux B., 204 Бушуева К.А., 63 Дудко О.В., Думлер А.А., 101, 102, 222, 228, А В Адамов А.А., 15 Вавель Д.Л., Е Ажеганов А.С., 16 Варфоломеев Д.А., Акулич А.Ю., 17 Васильев А.Ю., 66 Евграфова А.В., Акулич Ю.В., 17 Васин А.А., 67 Евлампиева С.Е., Алабужев А.А., 18 Васина М.В., 112 Елфимова Е.А., 104, 105, 182, Алан Д., 222 Вассерман И.Н., 68 Епифанов Ю.А., Александров Д.В., 20 Вассерман Н.Н., 69 Еремин А.А., 84, Алексеев К.Б., 77 Веебер Р., 148, 263 Ерофеев В.И., Амвросьева А.В., 21 Вертгейм И.И., 70 Ерофеева Е.С., 82, 108, 109, 110, Андреев В.К., 22 Вершинин В.В., 196 230, 240, Андреев Ю.С., 241 Вильдеман В.Э., 141, 142, 195, 306, Ефимова В.А., Анищук Д.С., 186 310, 311 Ефимова М.В., Аношкин А.Н., 23, 134 Вильчевская Е.Н., Анфёров С.Д., 24 Виноградова А.С., Ж Аптуков В.Н., 321 Винокуров Д.А., Аристов С.Н., 25 Витохин Е.Ю., 73 Желтков В.И., 112, 113, 114, 115, Арсеньев И.Д., 26 Владимирский В.Е., 228 Афанасьева О.С., 27 Волегов П.С., 74 Журавлев А.Б., Ашихмин В.Н., 28 Волегова А.А., 75 Журавлев В.М., 126, Волков Н.Б., Волкова Т.И., Б З Волкова Я.Ю., Вольхин И.Л., Бабушкин А.В., 195 Заболотских С.М., Вяткин А.А., Бабушкин И.А., 29 Задков В.Н., Бажин А.А., 30 Зайцев А.В., 119, 120, 121, Байдин А.Ю., 31 Г Захаров В.Г., Балабанов Д.С., 32 Зеньковская С.М., 124, Балашою М.А., 33 Габов К.П., 77 Зиновьев Д.А., Банников М.В., 34, 239 Гаришин О.К., 78, 79, 80 Злобин Н.Г., Банников Р.Ю., 35 Герасимова Е.И., 81 Зубарев А.Ю., 127, 128, Бартоломей М.Л., 36 Гилева Е.С., 82, 232 Зубарев М.А., Бастраков Г.А., 37 Гилева О.С., 108, 109, 110, 230, Зубарев Н.М., 129, 130, Баталов В.Г., 38 232, 240, 328 Зубарева О.В., 53, 129, Бахарева Е.А., 39 Гилёва О.С., 82 Зубко И.Ю., 131, Башаев Т.Б., 40 Гладкий С.Л., 83 Зуев А.Л., 133, 232, 328, Башин Г.П., 41 Глушков Е.В., 84, 85, 86 Зуйко В.Ю., Баяндин Ю.В., 42, 276 Глушкова Н.В., 84, 85, Бекежанова В.Б., 43 Говорухин В.Н., И Беляев А.В., 44 Голотина Л.А., Беляев А.Ю., 230 Голубкова И.А., 288, Иванов А.О., 104, 105, Беляева Н.А., 45, 184 Гольдштейн Р.В., Иванов А.С., Бердников К.В., 46 Гордеев Е.Н., Иванов М.Я., Береснев А.С., 47 Городкова Н.А., Иванова Ю.Е., Бирих Р.В., 48, 49 Горохов А.Ю., 35, Иванцов А.О., 139, Богданов К.В., 102 Гринев М.А., Игонин С.А., Богоявленская В.А., 50 Грязева Е.Д., 67, Изюмов Р.И., Божко А.А., 51, 52 Гусев Г.Н., Илларионов Е.А., Болтачев Г.Ш., 53, Ильин И.Ю., Ильиных А.В., 141 Муравьева М.А., Кумачков М.А., Ипатова А.В., 142 Мурашкин Е.В., 30, 93, Куропатенко В.Ф., 65, Исаев О.Ю., 119 Мызникова Б.И., 233, Кутергин А.В., К Л Н Казаков А.В., 143 Ламмеринг Р., 85 Назаров В.В., Калмыков С.А., 144 Ландик Л.В., 321 Назарова Л.А., Калугин А.Г., 145 Лахтина Е.В., 189 Наймарк О.Б., 34, 42, 81, 110, 209, Калугин В.Е., 69 Лебедев А.В., 63, 190 210, 239, 240, 246, 276, 292, Каменских А.А., 146 Лебедев С.Н., 79, 167 Налетова В.А., Камовский Д.А., 147 Левина Г.В., 191 Непомнящий А.А., Канторович, 263 Легатюк Д.И., 115 Нестеренко Д.Л., Канторович С.С., 92, 148, 226, 273 Лежнева А.А., 64 Нетреба А.В., Келлер И.Э., 149, 165 Лейви А.Я., 192 Нечаева Е.С., Кириллова В.В., 150 Лейман Д.В., 193 Никитин В.Н., Кислицын А.В., 120 Лекомцев С.В., 54 Никитин Д.А., Клеветова Ю.В., 151 Лепендин А.А., 194 Никитин И.С., Клигман Е.П., 152, 153, 154 Лобанов Д.С., 195 Нойман М.-Н., Клименко Л.С., 155, 203 Локтев А.А., 196 Носков В.И., Клингкит М., 263 Ломова Ю.В., 197 Няшин Ю.И., 198, Князев Д.В., 25 Ломунов А.К., Князева А.Г., 156, 224 Лохов В.А., О Ковалев В.А., 157 Лужанская Т.А., Ковалевская К.В., 158 Лурье С.А., 199 Оборин В.А., 110, 239, Ковальчук О.А., 114 Луцик А.И., 200, 201, 220, 221 Оборин П.А., Ковров В.Н., 159 Лушников М.А., 202 Опрышко А.В., Кожевников В.М., 160 Лысенко С.Н., 190 Орлов В.А., Кожевников Е.Н., 161 Любимов Д.В., 31, 61, 88, 155, 203, Осипенко М.А., Козлов В.Г., 76 205, 225 Осоргина Л.Ю., Козлов Н.В., 301 Любимова Т.П., 61, 88, 158, 166, Ошева И.Ю., Кокшаров В.С., 120 203, 204, 205, 206, Колесниченко И.В., 162, 163 Лямина Е.А., П Колмогоров Г.Л., 47, 164, 176, 305 Ляпунова Е.А., 34, 110, 209, 210, Колосков В.М., 165 240, 292 Павлинов А.М., Колчанова Е.А., 166 Пантелеев И.А., Комар Л.А., М Панфилов П.А., Комарцов Н.М., 168 Паршакова Я.Н., Кондратьев Н.С., 169 Мазунин В.П., 170, 287 Пелевин А.Г., Кондрашов А.

Н., 29 Мазунина Е.С., 49, 197 Пелевина Д.А., Коновалов А.В., 170, 287 Майер А.Е., 181, 211, 212 Пеленёва И.М., Коновалов В.В., 171 Майер П.Н., 212 Пепеляев Д.В., Коновалова А.М., 172 Максимов П.В., 35, 213 Перминов А.В., 250, Константинов А.Ю., 56 Малыгин А.П., 20 Пестренин В.М., Копытов Н.П., 173 Мальханов А.О., 107 Пестренина И.В., Кордова-Фигуэро У.М., 333 Мальцев М.С., 214 Петров А.В., Корепанов В.В., 174 Маматова А.Ю., 102 Петров И.А., 253, Корепанова Т.О., 175 Мартюшев Л.М., 281 Петрокас А.В., Корзникова Н.С., 176 Матвеенко В.П., 55, 159, 174, 175 Пиковский А.С., Корляков А.С., 78 Матвиенко Ю.Г., 215 Пирожков Б.И., Короткий А.И., 165 Меленев П.В., 216, 217 Плехов О.А., 80, 210, 246, 255, 256, Костарев К.Г., 177 Мелентьева М.А., 319 257, Костарев К.Г., 63, 97 Мелентьева Т.А., 319 Погорелко В.В., Костенко В.О., 178 Мельников С.В., 218 Подтаев С.Ю., 222, Косыгина Л.Н., 179 Мерзляков А.Ф., 251 Полетаева А.Ю., Кочурин Е.А., 180 Мизев А.И., 200, 201, 219, 220, 221 Полещук А.Н., Крамаренко Е.Ю., 293, 326 Мизева И.А., 101, 222 Полунин В.М., 259, Красников В.С., 181, 211 Микайылов Ф.Д., 223 Полыгалова Л.С., Круглов Ю.В., 282 Миколайчук М.А., 224 Поперечный И.С., Крутикова Е.В., 182 Мингалев С.В., 225 Попов Н.Н., Крушка Л., 56 Минина Е.С., 226 Портненко И.А., Крюков А.А., 69 Миронов П.П., 227 Поспелова О.Ю., Кузнецов А.С., 183 Митюшов Е.А., 173 Потянихин Д.А., Кузнецов К.П., 184 Михайлов А.Б., 27 Прозоров О.А., 124, Кузнецова Е.В., 185 Мишланов В.Ю., 133, 228, 329 Прокопьева Т.А., 92, Кузнецова О.Б., 135 Монтгомери М.Т., 191 Просвиряков Е.Ю., 150, Кузнецова Т.В., 186 Морозов И.А, 229, 230 Прянишникова Е.А., Кулагина К.В., 242 Мошев В.В., 231 Путин Г.Ф., Куликов Р.Г., 187 Муйземнек О.Ю., 170, 287 Путин Н.А., Куликова Т.Г., 187 Муравьев Н.Г., Пшеничников А.Ф., 60, 136, 265, Стружанов В.В., 39, 46, 298, 299 Х 290 Субботин Е.В., Пьянзина Е.С., 266 Субботин И.М., 135 Халилов Р.И., 162, Субботин С.В., 301 Ханов А.М., Субботин Ю.Н., 165 Хольм К., Р Судаков А.И., 58, 133, 286, 302, Хотынюк С.С., 329 Худобин Р.В., Рагозина В.Е., Султанов Л.У., Радаев Ю.Н., Суржко А.С., Радченко В.П., 267, 268 Ц Суслов С.А., Райхер Ю.Л., 172, 216, 217, 260, Сухановский А.Н., 38, 269, 274, 296 Цветков Р.В., Сухорукова М.Г., Ревинский Р.А., 157 Цветкова Т.Ю., Решетняк М.Ю., 270 Циберкин К.Б., Рогов Д.С., 119 Т Роговой А.А., 271, Ч Талала К.А., Рожков Д.А., Таланцев Н.Ф., Рудаков М.В., 23 Чадаев Ю.А., Танцюра А.О., 275, Руев Г.А., 180 Чеклецова Л.И., Тарасов М.Ю., Русаков В.В., 216, 217, 262, 274 Ченцов А.В., Тарунин Е.Л., Рычков Б.А., 168 Черепанов И.Н., 291, Тарханов А.Р., Ряполов П.А., 275 Черепанов Ф.М., Ташкинов А.А., 90, 245 Черных Н.И., Ташкинов М.А., С Чертович А.В., Тверье В.М., 307 Чингина Е.А., Теймуразов А.С., 38, Сабиров Р.Р., 76 Чириков Д.Н., Терёхина А.И., Савельева Н.В., 276 Чудинов В.В., 91, 209, 210, 292, Терзиян Т.В., 193, Сагитов Р.В., 330 Терпугов В.Н., 214, Салихова Н.К., 99 Чуенкова И.Ю., Тиман С.А., Самойлова А.Е., 277 Чупин А.В., Толкачев П.И., Сараев Д.Ю., 26, Третьяков М.П., Саркисян С.О., Ш Третьякова Т.В., Саушкин М.Н., 27, 267, Трофимов В.А., Сафронов А.П., 193, 252 Шабанова И.А., Трофимов В.Н., Свистков А.Л., 230, 247, 279, 280 Шавшуков В.Е., Трусов П.В., 28, 57, 74, 131, 132, Севодина Н.В., 159, 175 Шадрин В.В., 41, 80, 169, 238, Сега М., 273 Шаймарданова Ю.И., Труфанов Н.А., 89, 146, Селезнев В.Д., 281 Шакиров Н.В., 58, 133, 302, Труфанова Н.М., 143, Сёмин М.А., 282 Шардаков И.Н., 36, 50, 87, 174, Трухин В.И., Сергеев О.Б., 321 Шарифулин А.Н., Туктамышев В.С., Серда Д., 226 Шатрова Е.Ф., Турков В.А., Сидоров А.С., 52 Швейкин А.И., Турышева Е.В., Симонов Е.Л., 283 Шевелев Н.А., Тюрин А.Е., Скачков А.П., 284, 285, 321 Шевченко Д.В., 26, Тюханов В.В., Скульский О.И., 24 Шестаков А.В., Скуридин Р.В., 207 Шкляев С.В., 317, 318, 333, Славнов Е.В., 24, 58, 253, 286 У Шмыров А.В., Смирнов А.С., 170, 287 Шоркин В.С., Уваров С.В., 34, 91, 209, 210, 292, Смирнов Д.В., 119 Штерн М.Б., Смирнов С.В., 288, 289 Штраубе А.В., 318, 334, Ужегова Н.И., Смирнова Е.О., 289 Шулепова Е.В., Устинов К.Б., Смогунов А.В., 29 Шумилова Н.С., Уткин И.А., Смолова Ю.А., Смородин Б.Л., 233, 291, Ю Снигирева М.В., Ф Собко Г.С., 118 Юрлов М.А., 152, Соковиков М.А., 209, 210, 292 Файзрахманова И.С., 317, 318 Юрлова Н.А., 153, Соколкин Ю.В., 120 Федоров А.Ю., Соколов Д.Д., 118, 140 Федоров А.Я., Я Степанов В.И., 260, 269 Федорова А.Ю., Степанов Г.В., 293, 326 Фоменко С.И., 86 Яковенко С.В., Степанов Р.А., 75, 96, 117, 294, 332 Фонарев А.В., 320, 321 Яловец А.П., 181, 192, Степанова И.В., 22 Фрейдин А.Б., 322 Ясницкий Л.Н., Степанова Л.В., 295 Фрик П.Г., 38, 66, 96, 294, 308, 332 Ястребов С.С., Столбов О.В., 172, 296 Фроленкова Л.Ю., Столбова О.С., 272 Фукалов А.А., Стороженко А.М., XVII Зимняя школа по механике сплошных сред, Пермь, 28 февраля – 3 марта 2011г.

Тезисы докладов Рекомендовано к изданию Ученым советом Учреждения Российской академии наук Института механики сплошных сред Уральского отделения РАН и НИСО УрО РАН Ответственные за выпуск:

Юрлова Н.A., Голотина Л.А., Баяндин Ю.В.

НИСО УрО РАН 1(2011) Подписано в печать Формат 60х84 1/ Усл. печ. л.- 23 Уч.-изд.л. 25 Тираж 350 экз. Заказ 614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, ИМСС УрО РАН

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.