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 |   ...   | 2 | 3 ||

«ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ Лаборатория дифференциальных уравнений • Лаборатория математического моделирования фазовых переходов • ОТДЕЛ ВЗРЫВНЫХ ПРОЦЕССОВ ...»

-- [ Страница 4 ] --

РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ ПРОГРАММЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СО РАН ПРОЕКТ: 3.5.3.1. Гидродинамические явления в природных и технических системах (водотоках и водоемах, нефте- и газопроводах, пористых средах, тепловых энергетических установках) (н.г. 01.2.007 06889).

В задачах бурения нефтяных скважин, когда под действием избыточного давления происходит внедрение в коллектор водной фазы бурового раствора, определены значения начальных насыщенностей каждой из трех фаз (вода, нефть, газ) нефтегазового коллектора, при которых фронты вытеснения фаз в зоне проникновения сохраняют свой порядок взаимного расположения. Предложен более точный метод по сравнению с известными подходами для интерпретации данных скважинного электромагнитного зондирования на основе полной системы уравнений, моделирующей взаимосвязанные процессы, такие как: циркуляция бурового раствора, рост глинистой корки на стенке скважины, проникновение фильтрата в пласт, перераспределение несмешивающихся фаз с обменом солями между водными растворами и изменение удельного электрического сопротивления в окрестности скважины. Конечный результат создана теория, позволяющая давать количественную оценку проницаемости пласта и величин начальных насыщенностей пласта нефтью и газом на основе данных электромагнитного зондирования скважины.

Исследовано поведение электромагнитного поля в пористой среде, когда твердый скелет и поровая жидкость имеют разные электрофизические свойства. Предполагается, что поры распределены периодически и поле генерируется внешним источником тока переменной частоты. Если размер ячейки периодичности мал по сравнению с областью измерений, то осцилляция коэффициентов в уравнениях Максвелла значительна, что создает большие трудности в вычислении результирующего электрического поля. С помощью метода гомогенизации композит с микроструктурой представлен некоторым эквивалентным материалом с однородными свойствами. Математически, быстро осциллирующие коэффициенты заменяются некоторыми постоянными коэффициентами.

В рамках такого подхода найден новый закон смешивания компонент и предложен численный алгоритм вычисления эффективных параметров, одинаково пригодный для низких и больших частот. Этот закон смешивания был успешно тестирован на точных решениях для композита со слоистой структурой, для волокнистой структуры с шахматной симметрией в плоскости поперечной волокнам, а также с помощью известной формулы Бруггемана для сферических включений. Установлен эффект частотной дисперсии Максвелла-Вагнера и дано обоснование статистическому закону Арчи.

Для уравнений фильтрации двух несмешивающихся доказано существование и единственность классического решения в случае, когда в области течения имеют место вырождения обеих текущих фаз. Найдена целая серия точных решений.

ПРОГРАММЫ ОТДЕЛЕНИЯ РАН ПРОЕКТ: Динамика неньютоновских и неоднородных жидкостей (4.14.3).

Проведен асимптотический анализ осевого течения вязкой жидкости между двумя несоосными цилиндрами с использованием малого параметра – сдвига центральных осей цилиндров. Кроме теоретического результата об экстремальности течения Пуазейля, получена также приближенная формула для расчета полного расхода в зависимости от эксцентриситета при неизменном перепаде давления вдоль оси.

Предложена новая математическая модель, описывающая движение упругого тела в вязкой несжимаемой жидкости. В этой модели предлагается, что форма тела фиксирована и не изменяется со временем, то есть, область, занятая телом, движется твердотельно. При этом скорость частиц тела складывается из скорости макроскопического твердотельного движения и скорости малых упругих деформаций, возникающих под действием окружающей жидкости и внешних массовых сил.

Течение жидкости описывается классическими уравнениями Навье – Стокса, а для описания макроскопического твердотельного движения тела используются уравнения классической механики: законы сохранения импульса и момента импульса. Исследованы некоторые свойства предложенной модели, которые подтверждают её механическую состоятельность. В частности, для неё справедливо энергетическое тождество. Кроме того, при стремлении к бесконечности коэффициентов Ламе получается классическая модель движения абсолютно твердого тела в вязкой жидкости.

ИНТЕГРАЦИОННЫЕ ПРОГРАММЫ СО РАН ПРОЕКТ: Механические, химические процессы и эволюция электромагнитных полей в пористых флюидонасыщенных средах (№ 60).

Разработана гидравлическая модель, позволяющая учесть особенности планового течения пластовых флюидов и взаимодействие течений в пласте и скважине. В рамках гидравлического приближения взаимодействие фильтрационного потока с горизонтальной скважиной моделируется внутренним граничным условием третьего рода. Для определения параметра несовершенства вскрытия пласта применяются формулы расчета трубчатого дренажа, заглубленного под кровлю пласта. Течения флюида в горизонтальной скважине и гидроразрывах описывается параболическими уравнениями, которые являются следствием уравнений неразрывности и формул Гагена-Пуазейля (для скважины) либо Буссинеска (для гидроразрывов).

С помощью гидравлической модели решены модельные задачи для нефтяного и газового резервуаров. Получена оценка влияния гидроразрывов и проводимости горизонтальной скважины на величину расхода пластового флюида. Сравнение результатов расчетов по двумерной (2D) и трехмерной (3D) моделям показали достаточно высокую точность приближенной гидравлической модели. Высокая скорость вычислительного алгоритма позволяет проводить многовариантные расчеты при решении различного рода задач оптимизации, в том числе и в проблемах идентификации фильтрационных параметров резервуаров.

Публикации Статьи в научных журналах – Доклады в трудах конференций – Доклады на конференциях Международные конференции – из них на территории России – Международные связи В.В. Шелухин посетил Институт Чистой и Прикладной Математики (Рио де Жанейро) с целью совместной научной работы по математическому моделированию процессов трехфазной фильтрации. В.И. Пеньковский и Н.К. Корсакова сотрудничают с Институтом прикладной математики и механики при Казахском национальном университете им. Аль Фараби по теме «Применение информационных технологий для регулирования и проведения геолого-технических мероприятий в околоскважинном пространстве».

Научно-педагогическая деятельность Проф. В. В. Шелухин НГУ – лекции "Основы математического моделирования", "Метод гомогенизации в задачах геомеханики".

Доц. Ю. И. Капранов НГУ лекции: "Движение жидкостей и газов в пористых средах", семинары:

"Математический анализ".

Д.ф.-м.н. В.И. Пеньковский НГУ, геофизический факультет – лекции «Теория фильтрации жидкостей и газов в нефтегазовых резервуарах» на факультете геофизики Научно-исследовательская работа со студентами Студентов НГУ – Магистранты – Аспиранты – Кадровый состав (на 01.12.2009 г.) Всего сотрудников – Научных сотрудников – в том числе: докторов наук – кандидатов наук – ЛАБОРАТОРИЯ ГИДРОАЭРОУПРУГОСТИ И.о. заведующего лабораторией к.ф.–м.н. Т.И. Хабахпашева ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ • Гидроупругие колебания элементов конструкций.

• Гидродинамика решеток в нестационарном потоке.

• Генерация поверхностных и внутренних волн в жидкости и анализ взаимодействия тел с жидкостью.

• Акустика неоднородных сред.

Тематика лаборатории соответствует следующему приоритетному направлению фундаментальных исследований РАН:

3.5. Общая механика, динамика космических тел, транспортных средств и управляемых аппаратов;

биомеханика;

механика жидкости, газа и плазмы, неидеальных и многофазных сред;

механика горения, детонации и взрыва, программе Сибирского отделения РАН:

3.5.3. Гидродинамические явления в природных и технических системах (водотоках и водоемах, нефте- и газопроводах, пористых средах, тепловых энергетических установках), а также приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники РФ:

– рациональное природопользование;

– энергетика и энергосбережение.

РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ ПРОГРАММЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СО РАН ПРОЕКТ: 3.5.3.2. Экспериментальное и теоретическое исследование воздействия потоков на конструкции, оценки надежности и безопасности транспортных систем и гидротехнических сооружений (н.г. 01.2.007 06890).

Построена система дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами, описывающая аэроупругие колебания решеток лопастей в неравномерном потоке. Из решения этой системы следует, что при определенном сочетании геометрических параметров решетки и потока возможно возникновение параметрического резонанса колебаний лопастей. Проведено численное моделирование и исследование влияния этого явления на критическую скорость флаттера решеток.

Исследована плоская нестационарная задача о взаимодействии частично аэрированной струи с упругим препятствием. Показано, что наличие на пластине перпендикулярных к основной поверхности ребер и захват аэрированной жидкости между ними существенно влияют на гидроупругие колебания пластины. Показано, что наличие ребер ведет к усилению высокочастотных колебаний пластины, что в свою очередь приводит к росту напряжений в пластине. Кроме того, совпадение периодов колебаний пластины с периодом прихода отраженных волн в аэрированной жидкости может привести к изменению амплитуды и периода колебаний пластины при ударе, росту нагрузок на пластину и увеличению вероятности ее разрушения. Эти эффекты необходимо учитывать при проектировании цистерн танкеров и других гидротехнических сооружений, в которых описанные процессы имеют место.

Исследовано гидроупругое поведение неоднородной плавающей пластины при набегании на нее уединенной волны в рамках двух нелинейных моделей: классической модели мелкой воды без дисперсии и слабо нелинейной слабо дисперсионной модели Буссинеска. Использован спектральный метод, в котором гидродинамическая часть задачи (горизонтальная скорость течения и глубина жидкого слоя) ищется в виде усеченных рядов Фурье, а прогиб балочной пластины – в виде разложения по собственным функциям колебаний однородной балки со свободными концами в пустоте. Условия согласования течений под пластиной и в области под свободной поверхностью основаны на законах сохранения массы, импульса и энергии. Задача сведена к решению системы обыкновенных дифференциальных уравнений для неизвестных амплитуд. Показано, что с увеличением высоты набегающей волны результаты линейной теории, полученные ранее для этой задачи, дают верхнюю границу для максимальных значений энергии пластины в нелинейных случаях.

Плоская задача о колебаниях упругой неоднородной пластины, плавающей на поверхности жидкости бесконечной глубины, при периодическом внешнем воздействии, сведена к решению сингулярного интегро-дифференциального уравнения относительно потенциала скорости жидкости в точках соприкосновения с пластиной. Предложены методы численного построения функций Грина и их производных, входящие в ядро этого интегрального уравнения. Разработана схема его решения методом коллокаций.

С целью моделирования процесса роста трещин, методом нормальных мод решена задача об отрыве балки, приклеенной к жесткой плите, силой, приложенной на конце балки. Используется энергетический критерий роста трещины. При фиксированной величине силы развитие трещины носит скачкообразный характер. Выявлены два режима развития трещины. При небольшом превышении критической нагрузки трещина делает несколько скачков и останавливается, так как сила уже не является сверхкритической при новой длине трещины. При большом сверхкритическом значении силы развитие трещины происходит неограниченно. С течением времени скачки скорости становятся меньше, и развитие трещины далее становится плавным.

Изучена зависимость диаграмм направленности акустического излучения рупорных излучателей колебаний, расположенных на свободной поверхности сплошной среды. В рамках двумерной и трехмерной моделей, проведены расчеты, позволяющие выявить конструкции излучателей с наилучшей локализацией излучения в дальнем поле.

Предложены способы существенного повышения точности численного моделирования уединенной волны. Показано, каким образом можно получить все необходимые начальные данные, если известны только коэффициенты разложения профиля уединенной волны по базисным функциям. Сами коэффициенты найдены посредством вычислительного эксперимента для нескольких опорных значений амплитуды уединенной волны. Такой способ численного моделирования уединенной волны позволяет повысить точность (уменьшить норму относительного отклонения амплитуды от своего начального значения) на 1-2 порядка по сравнению с тем способом, когда все необходимые начальные данные получают по известным асимптотическим разложениям.

РОССИЙСКИЙ ФОНД ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЕКТ: Резко нестационарное взаимодействие упругих конструкций с тонкими слоями жидкости (07-08-00145).

Исследовано влияние топографии дна на нестационарное поведение плавающей однородной упругой пластины в рамках приближения Буссинеска нелинейной теории мелкой воды на основе спектрального метода. В качестве примера рассмотрено набегание на пластину уединенной поверхностной волны. Показано, что, как и в случае линейной задачи, наличие донных возвышений приводит к более интенсивным и продолжительным колебаниям пластины по сравнению со случаем ровного дна.

Изучено рассеяние поверхностных волн на плавающей упругой пластине при периодической топографии дна. Пластина предполагается тонкой и однородной, жидкость идеальной и несжимаемой, ее течение моделируется уравнениями мелкой воды.

Учитывается осадка пластины в воду. Проведенные расчеты показали, что система периодических препятствий на дне может существенно изменить собственные частоты гидроупругих колебаний. В некоторых случаях происходит сближение собственных частот, что приводит к существенному увеличению коэффициента отражения в широком диапазоне частот набегающих волн.

В рамках проекта разрабатывались модели, описывающие поведение упругих оболочек при ударе по свободной поверхности жидкости и последующем отскоке с учетом образования струй при погружении оболочки и в отсутствии струй при выходе из воды. Исследовалось влияние сил плавучести на выталкивание оболочки и прилипания жидкости к оболочке в начале отскока.

ПРОГРАММА ПОДДЕРЖКИ ВЕДУЩИХ НАУЧНЫХ ШКОЛ ПРОЕКТ: Теория и приложение задач со свободной границей (НШ- 2260.2008.1).

Решена нестационарная задача об отрыве балки, приклеенной к жесткой плите, равномерно распределенной нагрузкой, линейно растущей по времени. Для описания процесса разрыва используются энергетический критерий роста трещины и метод нормальных мод. Показано, что для линейно растущей нагрузки критерии критической нагрузки по стационарному решению и нестационарному совпадают, тогда как при фиксированной нагрузке они отличаются примерно в два раза. Момент времени, в который начинается развитие трещины, обратно пропорционален скорости роста плотности нагрузки. Однако после того, как трещина начала расти, ее развитие уже слабо зависит от скорости роста плотности нагрузки. Развитие трещины происходит плавно, без резких скачков, как это имеет место при фиксированной нагрузке.

Исследована трехмерная задача об ударе волной с передним плоским фронтом по упругой стенке. Жидкость аэрирована, концентрация воздуха в ней неравномерна по пространственным координатам и задана, при этом предполагается, что на некотором расстоянии от стенки концентрация воздуха в жидкости становится равной нулю.

Показано, что наличие аэрированной прослойки может приводить как к уменьшению, так и к увеличению амплитуд колебаний упругой стенки при ударе.

ИНТЕГРАЦИОННЫЕ ПРОГРАММЫ СО РАН ПРОЕКТ: Актуальные проблемы гидродинамики, гидрофизики и гидрохимии крупных водоемов (характерные для природных условий Сибири) (№ 23).

С использование линейной теории мелкой воды исследовано влияние ледяного покрова на колебания жидкости в бассейне постоянной глубины. Учитываются упругие свойства льда и его сжатие. Определены собственные частоты и собственные функции сейшевых колебаний при условии жесткого сцепления на кромках льда. Расчеты выполнены как для случая большого озера (типа оз. Байкал), так и для малого оз. Вендюрское в Карелии. Для случая свободной поверхности предложен спектральный метод определения частот сейшевых колебаний для бассейна с неровным дном.

Публикации Статьи в научных журналах – Доклады в трудах конференций – Доклады на конференциях Международные конференции – из них на территории России – Всероссийские конференции – Международные связи А.А. Коробкин был избран Международным Вейнблюмовским комитетом (Германия, США) для чтения мемориальной Вейнблюмовской лекции 2009 г., проходившей в Берлине (Германия).

А.А. Коробкин, Т.И. Хабахпашева и И.В. Стурова были организаторами 24-ой Международной конференции “Волны на воде и плавающие тела”, проходившей в апреле в г. Санкт-Петербург и представляли доклады на ней.

Т.И. Хабахпашева участвовала с докладами в работе международных конференций «Математические и Информационные Технологии», г. Копаоник, (Сербия), г. Будва (Черногория), «Дни дифракции-2009», г. Санкт-Петербург и в пятой международной конференции «Гидроупругость в морских технологиях» Саузхемптон (Великобритания), а также посещала Университет Восточной Англии (Великобритания) с целью выступления на семинаре и обсуждения плана совместных исследований.

Научно-педагогическая деятельность Проф. Рябченко В.П.

НГУ – секретарь кафедры гидродинамики;

лекции и семинар: «Механика сплошных сред: жидкости и газы».

Проф. Юдин В.А.

НГАСУ – лекции и семинар: «Теоретическая механика»;

спецкурсы: «Углубленное изучение теоретической механики», «Теория подобия и размерности в механике».

Доц. Сухинин С.В.

НГУ – семинары «Волны в сплошных средах», «Механика сплошных сред:

жидкости и газы», спецкурс «Акустика неоднородных сред», спецсеминар «Волны в неоднородных средах»

СУНЦ НГУ – спецкурс «Дополнительные главы высшей математики»

Доц. Хабахпашева Т.И.

СУНЦ НГУ – лекции «Высшая математика».

Доц. Протопопов Б.Е.

НГУ – семинар «Механика сплошных сред: жидкости и газы».

Ст. преп. Батяев Е.А.

НГУ – секретарь кафедры теоретической механики;

семинары «Теоретическая механика», «Математическое моделирование».

Научно-исследовательская работа со студентами и аспирантами Студентов НГУ – Кадровый состав (на 01.12.2009 г.) Всего сотрудников – в том числе совместителей – Научных сотрудников – в том числе: докторов наук – кандидатов наук – КОНСТРУКТОРСКО– ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФИЛИАЛ ИГиЛ директор д.ф.-м.н. А.А.Штерцер ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Тематика Филиала соответствует следующему приоритетному направлению фундаментальных исследований РАН:

3.6. Механика твёрдого тела, физика и механика деформирования и разрушения, механика композиционных и наноматериалов, трибология, программе Сибирского отделения РАН:

3.6.3. Механика деформирования и разрушения однородных и композитных материалов и конструкций для транспортных и авиационных систем и критическим технологиям РФ:

– регенерация отработавшего ядерного топлива;

– разрушение горных пород.

РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ ПРОГРАММЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СО РАН ПРОЕКТ: 3.6.3.2. Математическое и физическое моделирование технологии утилизации радиоактивных и высокоэнергетических отходов (н.г. 01.2.007 06896).


В 2009г были выполнены работы по модернизации установки «ИРИС» и экспериментальные исследования влияния подпоры на резку имитаторов. При этом, изменялся зазор между ножами, велись измерения усилия резания с помощью двух датчиков, вмонтированных в опору неподвижной ножевой вставки. Резка велась при установке следующих зазоров, мм: 0, 1, 2, 3, что по отношению к толщине имитатора составляет соответственно: 0%, 4%, 8%, 12%.

При резке с подпорой несколько увеличивается усилие резанья: при одном и том же зазоре введение подпоры привело к увеличению усилия резанья на 5.2%. Учитывая, что введение подпоры приводит также к увеличению нагрузки на режущую кромку, можно констатировать, что износ ножей увеличится. Наибольшее усилие резания (с подпорой) наблюдается при наименьшем (нулевом) зазоре между ножами. При увеличении зазора между ножами усилие резания уменьшается: при зазоре, составляющем 12% от толщины имитатора, усилие резания уменьшилось по сравнению с усилием при наименьшем зазоре на 13,7%. Увеличение зазора более 3% толщины имитатора ухудшает условия крепления вставки, т.к. появляется «выворачивающий» ее момент и дополнительно нагружается зуб вставки. Увеличение зазора до 12% от толщины имитатора дает положительный эффект для монолитного имитатора: снижение усилия резания приведет к уменьшению износа. В случае резки пакетов из материалов разной толщины, в том числе с вязкими включениями, применение увеличенных зазоров неприемлемо.

Для исследования прохождения и затухания волны сжатия через дробь проводились исследования на установке «УДАР». По данным измерений сдвига фаз давления в столбе дроби рассчитаны, в линейном приближении, средние скорости волны сжатия, в зависимости от скорости метания плиты на дробь.V1=2.26м/с, V2=3.02м/с, V=3.61м/с, V4=4.01м/с. По результатам измерений напряжений на днище контейнера с дробью рассчитано распределение радиальных, тангенциальных и эквивалентных напряжений на поверхности днища для различных скоростей метания плиты на дробь. По результатам измерения напряжений на цилиндрической части произведена оценка внутреннего давления дроби на стенки цилиндра. Анализ результатов измерений показал, что в направлении, перпендикулярном оси контейнера, давление в дроби существенно отличается от распределения давления вдоль его оси.

Из полученных результатов следует:

1. При увеличении импульса, скорость волны сжатия увеличивается.

2. Скорость волны сжатия на расстоянии от плиты от 60 мм. до 270 мм. можно считать убывающей линейно: при скорости плиты 2.26 м/с. – на 40%, при скорости плиты 4.01 м/с. – на 27%.

3. Дробная среда сильно растягивает импульс проходящей волны сжатия.

Собственная частота колебаний днища больше, чем частота переменной нагрузки на днище и днище нужно рассчитывать на максимальное давление, как при квазистатическом нагружении.

4. Получена зависимость величины максимального давления в дроби по оси цилиндра от расстояния до метаемой плиты. Уменьшение максимального давления на расстоянии 270 мм. от плиты составило от 4 до 6 раз.

Полученные результаты могут быть использованы при расчёте рабочих столов взрывных камер.

Для моделирования особенностей передачи импульсных нагрузок дробно металлическими средами построена математическая модель однородной сплошной среды на основе динамических двумерных уравнений линейной упругости, описывающих напряженно-деформированное состояние в плоском случае. Для описания демпфирующих свойств дробно-металлических сред в рамках модели однородной линейно-упругой среды, уравнения линейной упругости дополнены условием релаксации максимального касательного напряжения до некоторой величины Д, специфичной для каждой конкретной дробной среды и условием перехода потенциальной энергии релаксирующих напряжений в кинетическую энергию движения среды при условии сохранения полного баланса энергий. Описанная реализация механизма релаксации касательных напряжений в однородной линейно-упругой среде обеспечивает растягивание импульса и ослабление максимальных напряжений в упругой волне, что является важнейшей особенностью передачи импульсных нагрузок дробными средами. Для численного моделирования особенностей передачи импульсных нагрузок, при математическом представлении дробной среды как однородной, построена конечно-элементная модель дробной линейно упругой среды которая в отличие от конечно-элементной модели линейно-упругой среды дополнена механизмами релаксации касательных напряжений и компенсации кинетической энергии.


Предложенные способы реализации механизмов релаксации касательных напряжений и компенсации кинетической энергии обеспечивают условия точного сохранения полного баланса энергий в численных расчетах. На примере задачи метания плиты в контейнер, наполненный дробью, выполнены расчеты и проведены сравнения с результатами физических и численных экспериментов, выполненных на основе детального описания дробной среды в рамках линейно-упругой модели. Результаты численных расчетов с параметром релаксации Д = 0.5 МПа и физических экспериментов свидетельствуют о примерно 5-кратном растяжении и ослаблении импульса в дробной среде, что очень хорошо соответствует детальным численным расчетам, основанным на модели дробной среды с компактной укладкой дроби в контейнере. В отличие от упруго пластических моделей, в которых релаксация касательных напряжений компенсируется ростом внутренней энергии и сопровождается нагревом среды, принципиальной особенностью разработанной модели являются отсутствие диссипации энергии и трансформация пространственно-временных характеристик импульса проходящей упругой волны сжатия в результате релаксации касательных напряжений, что соответствует имеющимся экспериментальным данным.

Флаш-пиролиз частиц биомассы реализуется в реакторах, рабочим элементом которых являются вращающиеся теплообменники, при этом, как дополнительный теплоноситель используется песок, состоящий из почти сферических частиц.

Обработка данных видеосъемки показала, что в лабораторной системе координат логарифмические спирали удовлетворительно аппроксимируют реальные траектории частиц. Получено выражение для толщины вытеснения вихревого пограничного слоя около вращающегося диска * 1.3(/)1/2, где – кинематическая вязкость заполняющей пространство среды, а – угловая частота вращения. Экспериментами с вращающимся диском подтвержден факт неустойчивости вихревого слоя в его окрестности при значениях числа Рейнольдса Re 2r/ 7·104 (r – радиус диска).

Экспериментально установлен, по крайней мере, до значения Re 5·105, факт устойчивости вихревого слоя на внутренней поверхности конического теплообменника с полным углом при вершине 120°.

Отклонения от сферической конфигурации, и действие сил трения, приводят к «закручиванию» частиц около собственного центра инерции и их отрыву от поверхности теплообменника. Вращение частиц в потоке приводит в действие силы Магнуса, перпендикулярные поверхности теплообменника. В результате, более мелкие частицы «притягиваются» к поверхности теплообменника и остаются в вихревом пограничном слое, в то же время, на выскакивающие из пограничного слоя более крупные вращающиеся частицы действует подъемная сила, вызывающая их «прыжки», которые можно рассматривать как автоколебания. Проявление этого эффекта зависит от частоты, плотности материала частиц и их конфигурации. Ориентировочно можно утверждать, что автоколебания имеют место при d */2, где d – диаметр частиц. Повышение температуры от 300К до 600К приводит к увеличению * в 1.8 раза, что повышает пороговое значение d.

Одним из путей решения проблемы повышения безопасности при использовании радиоактивных материалов в ядерных установках различного назначения является поиск новых материалов для защиты от ионизирующего излучения, имеющих более высокие защитные и механические свойства по сравнению с традиционно используемыми материалами. К таким материалам предъявляются также требования повышенной термической и радиационной стойкости, электропроводности.

Представляется перспективным создание новых радиационно-защитных материалов путём взрывного компактирования различных порошков, а также изготовление на их основе защитных контейнеров для хранения и транспортирования радиоактивных материалов. В данной работе в качестве основного защитного компонента использовался порошок карбида вольфрама, в качестве связующего компонента - порошок меди.

В результате проведённых работ получены следующие результаты:

Разработана схема взрывного компактирования плоских многослойных заготовок диаметром 200 мм.

Проведённые экспериментальные работы подтвердили правильность выбранной схемы компактирования и получения плоских многослойных заготовок. Получена плоская многослойная заготовка диаметром 210 мм, состоящая из слоя стали (t1 = 8 мм), слоя карбид вольфрама, медь (t2 = 4 мм) и слоя стали (t3 = 8 мм).

Испытания модели штамповочного молота с быстродействующим клапаном управления и сливными клапанами взамен компенсаторов, показали:

а) молот с быстродействующим клапаном управления и сливными клапанами взамен компенсаторов работоспособен;

б) молот по новой схеме позволяет производить существенно более жесткие удары (с большим усилием деформирования) по сравнению со штатной схемой без повторного соударения;

в) эффективная энергия молота изменилась не существенно (в пределах погрешности измерения);

г) после удара бабы молота сразу разводятся в исходное положение без дополнительных колебаний;

д) максимальное давление жидкости в системе гидросвязи и надпоршневой полости молота во время удара не превышает давление запитки (в гидроаккумуляторе).

Учитывая простоту конструкции сливных клапанов, более высокую надежность и намного меньшую металлоемкость конструкции по сравнению с компенсаторами можно сделать вывод о целесообразности применения их на молоте МШ-2.

Публикации Монографии – Статьи в отечественных научных журналах – Статьи в зарубежных научных журналах – Патенты – Доклады на конференциях Доклады в трудах международных конференций – Международные связи В отчетном году Филиал проводил сдачу взрывных камер по контрактам в соответствии с Договором о Международном Сотрудничестве с OZM Research (Республика Чехия) на создание и поставку взрывных камер, заключенном в 2004 году.

Основное направление деятельности OZM Research – разработка и создание высокоэнергетических материалов и контрольно-измерительных приборов.

В 2009 году Филиал принял 1 иностранного специалиста: 19-20 октября 2009 г. КТФ ИГиЛ посетил специалист из Чехии. Целью визита являлась приемка взрывных камер.

Научно-исследовательская работа со студентами Студентов НГУ – Кадровый состав (на 01.12.2009 г.) Всего сотрудников – Научных сотрудников – в том числе докторов наук – кандидатов наук –

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||
 





 
© 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.