|
Журнал Вестник НГУ. Cерия Физика. 2008. Том 3, выпуск 3 |
|
|
Физика жидкости, нейтральных и ионизованных газов |
|
|
Ермолаев Ю. Г., Косинов А. Д., Семенов Н. В. Характерные особенности слабонелинейного взаимодействия волн неустойчивости в сверхзвуковом пограничном слое Представлены результаты экспериментального исследования механизмов нелинейного взаимодействия волн неустойчивости в пограничном слое плоской пластины при числе Маха М = 2. В экспериментах изучалось развитие контролируемых возмущений малой амплитуды вниз по потоку. Определены волновые характеристики бегущих возмущений. Установлено, что возмущения основной частоты развиваются вниз по потоку согласно линейной теории гидродинамической устойчивости. Подтверждено, что усиление сильнонаклонных субгармонических возмущений происходит вследствие субгармонического резонанса, который реализуется на несимметричном волновом триплете. В области слабонелинейного взаимодействия роль высокочастотных возмущений не значительна. Начальная стадия параметрического резонанса характеризуется появлением стоячей волны, скачками фазы на 180° на частоте субгармоники в поперечном направлении, а также асимметрией в амплитудных b-спектрах. |
|
|
Козлов Г. В., Грек Г. Р., Сорокин А. М., Литвиненко Ю. А. Влияние начальных условий на срезе сопла на структуру течения и устойчивость плоской струи В работе представлены результаты экспериментальных исследований влияния начальных условий на срезе сопла на структуру плоской струи, характеристики ее развития и устойчивость. Показаны особенности развития ламинарной и турбулентной плоских струй, реализованных при одном и том же числе Рейнольдса. Обсуждаются картины дымовой визуализации струи при изменении начальных условий ее формирования, акустического воздействия и в процессе взаимодействия полосчатых структур с вихрями вихревой дорожки ламинарной плоской струи. Установлено, что ламинарная и турбулентная струи на выходе из плоского канала Хагена – Пуазейля испытывают продольное синусоидальное колебательное движение как единое целое. Выявлены особенности развития как ламинарной, так и турбулентной струи при акустическом воздействии на них. Установлено, что генерированная симметричная мода неустойчивости ламинарной плоской струи подавляется асимметричной модой неустойчивости. Показано, что взаимодействие полосчатых структур, генерированных на одной стороне плоского сопла, с вихрями ламинарной плоской струи с параболическим профилем скорости приводит к возникновению D- или W-образных вихрей как на правых, так и на левых вихрях вихревой дорожки. |
|
|
Гапонов С. А., Ермолаев Ю. Г., Косинов А. Д., Семенов Н. В., Смородский Б. В. Экспериментальное и теоретическое исследование устойчивости сверхзвукового пограничного слоя на скользящем крыле Представлены результаты теоретического и экспериментального исследования развития возмущений в пограничном слое скользящего крыла при числе Маха М=2. В экспериментах изучалось развитие естественных и контролируемых возмущений малой амплитуды вниз по потоку. Эксперименты выполнены на модели скользящего крыла с чечевицеобразным профилем, углом скольжения передней кромки 40° при нулевом угле атаки. Определены волновые характеристики бегущих возмущений. В рамках линейной теории изучена устойчивость сжимаемых трехмерных пограничных слоев в приближении локальной автомодельности среднего течения. Получено хорошее согласование теории с результатами экспериментов для поперечных масштабов неустойчивых вихрей вторичного течения. Однако рассчитанные скорости нарастания заметно отличаются от измеренных. Это различие объясняется нелинейными процессами, наблюдаемыми в эксперименте. |
|
|
Гапонов С. А., Терехова Н. М., Смородский Б. В. Трехволновое взаимодействие возмущений в гиперзвуковом пограничном слое В рамках слабонелинейной теории устойчивости рассмотрено взаимодействие возмущений в гиперзвуковом пограничном слое. Установлено, что нелинейное взаимодействие в гиперзвуковом пограничном слое возможно, оно осуществляется между волнами разной природы (акустическими и вихревыми) в режиме параметрического резонанса. Подобное взаимодействие проходит более интенсивно для трехмерных вихревых волн. Волной накачки выступает плоская акустическая волна, которая нарастает значительно интенсивней по сравнению с трехмерной. Существуют пороговые значения интенсивностей начала нелинейных взаимодействий и пороговые значения начала взрывного роста. Можно ожидать, что нелинейные взаимодействия вихревых волн, которые осуществляются в широком частотном диапазоне, могут привести к пакетному нарастанию волн Толлмина – Шлихтинга. |
|
|
Вольф А. А., Фоминых Е. Г., Анисимов М. П. Природа расхождения эмпирических данных по скорости нуклеации в парогазовых системах Независимые результаты измерений скоростей нуклеации при одинаковых условиях зародышеобразования демонстрируют несовпадение данных по скоростям нуклеации для идентичных парогазовых систем. Природа этих несоответствий пока не изучена. В работе обсуждается предположение, что причиной несовпадения экспериментальных данных для различных методов может являться то, что не учитывается влияние газа-носителя на процесс нуклеации. Долгое время считалось, что газ-носитель является только атмосферой для поддерживания кластеров в температурном равновесии со средой. Недавно полученные эмпирические результаты показали, что нуклеацию в парогазовой системе нужно рассматривать в приближении бинарного раствора, т. е. в общем случае к координатам скорость нуклеации – давление надо добавить третью координату – состав. При этом кривая изотермы скорости нуклеации трансформируется в поверхность. В работе приводится сравнение результатов расширительной и поточной диффузионной камер на примере опубликованных эмпирических данных. На модельной системе показано, что эти два метода имеют различные траектории в пространстве параметров нуклеации, что приводит к расхождению данных, полученных различными экспериментальными методами и демонстрирует необходимость рассмотрения газа как индивидуального компонента при нуклеации в парогазовых системах. |
|
|
Химическая, биологическая и медицинская физика |
|
|
Строкотов Д. И., Мун В. И., Семьянов К. А., Мальцев В. П. Определение доли Т-лимфоцитов в крови по светорассеянию В работе продемонстрированы возможности светорассеяния в определении доли Т-лимфоцитов в периферийной крови человека. Анализ лимфоцитов проводился на сканирующем проточном цитометре с одновременным измерением светорассеяния и специфической флуоресценции одиночных клеток. Флуоресценция была вызвана излучением флуорохрома, связанного с моноклональным антителом, специфичным к определенному типу лимфоцитов. Анализ особенностей светорассеяния лимфоцитами различных типов позволил выявить зависимость асимметрии распределения параметров светорассеяния лимфоцитов от доли Т-лимфоцитов в пробе. Метод обеспечил определение доли Т-лимфоцитов в крови с ошибкой не хуже чем 4,5 %. Анализ по предложенной нами методике занимает 10–15 минут, в то время как иммунофлуоресцентный анализ занимает десятки минут. Таким образом, разработанный нами метод развивает потенциал сканирующей проточной цитометрии в проведении общего гематологического анализа. |
|
|
Физика высоких энергий, ускорителей и высокотемпературной плазмы |
|
|
Бузулуцков А. Ф. Физические основы работы каскадных газовых электронных умножителей (обзор) Рассматриваются физические основы работы каскадных газовых электронных умножителей (ГЭУ), их характеристики и некоторые физические эффекты, связанные с их работой. В частности изучаются механизмы электронных лавин в благородных газах, в том числе при больших плотностях и низких температурах, а также эффекты ионного обратного тока, фотонных и ионных обратных связей. |
|
|
Мигинский С. В. Колебания эмиттанса в локально холодном пучке Явления, встречающиеся в пучках с преобладанием собственного заряда, достаточно точно описываются моделью локально холодного пучка. В работе рассматривается эта модель для эффектов продольной и поперечной неоднородностей собственного заряда. Обоснован вывод, что явление колебаний эмиттанса в таких пучках, используемое в широко известной технике «emittance compensation», является свойством модели и не зависит явно от свойств электронно-оптического канала. Приведена универсальная формула для оценки эмиттанса в каналах с локально холодным пучком. |
|
|
Физика твердого тела, полупроводников, наноструктур |
|
|
Путято М. А., Семягин Б. Р., Васев А. В., Преображенский В. В. Влияние реконструкционного состояния поверхности на процессы встраивания мышьяка при молекулярно-лучевой эпитаксии арсенида галлия Экспериментально определен коэффициент встраивания (SAs) мышьяка из потока молекул As4 и As2 при молекулярнолучевой эпитаксии (МЛЭ) GaAs. Установлено, что SAs не зависит от молекулярной формы мышьяка в потоке, падающего на ростовую поверхность. Показано, что SAs зависит от реконструкционного состояния ростовой поверхности GaAs(001). Поверхность с реконструкциями (4 x 2) и (2 x 4) характеризуется максимальными значениями SAs, равными 0,42 и 0,75 соответственно. Получены зависимости скорости и коэффициента встраивания As от температуры подложки (Ts) и плотности падающего потока мышьяка при МЛЭ GaAs. |
|
|
Васев А. В., Путято М. А., Семягин Б. Р., Преображенский В. В. Кинетика реконструкционного перехода (2 x 4) _ (3 x 1(6)) на поверхности арсенида галлия Методом дифракции быстрых электронов на отражение (ДБЭО) изучались особенности сверхструктурного перехода (2 x 4) _3 x 1(6)) на поверхности GaAs(100) в условиях, вызванных резким изменением потока мышьяка. Получены зависимости интенсивности зеркального рефлекса картины ДБЭО от времени в процессе данного перехода. Результаты измерений проанализированы в рамках кинетической модели JMAK (Johnson – Melh – Avrami – Kolmogorov). Установлено, что процесс структурной перестройки является двухэтапным и осуществляется через промежуточное состояние разупорядоченния, при этом на поверхности сосуществуют домены с разными реконструкциями. Определены активационные энергии и скорости фазовых переходов для каждого из этапов. Предложена методика прецизионного определения температуры поверхности GaAs(001), использующая особенности кинетики реконструкционного перехода (2 x 4) _3 x 1(6)). |
|
|
Информатика, информационно-коммуникационные технологии |
|
|
Резник А. Л., Ефимов В. М., Торгов А. В. Эффективные по быстродействию методы цифровой обработки динамических последовательностей изображений Приводится описание алгоритмов, положенных в основу созданного в Институте автоматики и электрометрии СО РАН программно-алгоритмического комплекса, предназначенного для обработки динамических последовательностей цифровых аэрокосмических изображений, включая оценивание неизвестных геометрических параметров съемки и трехмерную реконструкцию рельефа земной поверхности. Особенность предложенного подхода заключается в том, что основной акцент в работе сделан на высокое быстродействие создаваемого программного обеспечения и полную автоматизацию процесса обработки, не требующую участия оператора. |
|
|
Брызгунов М. И., Гончаров А. Д., Рева В. Б., Скоробогатов Д. Н. Определение передаточной функции регулируемого объекта по характеристикам замкнутой системы с обратной связью Предложена методика для определения передаточной функции системы по ее отклику на известный входной сигнал. Экспериментально показана возможность определения передаточной функции регулируемого объекта по передаточной функции замкнутой системы без разрыва обратной связи, что важно при адаптивном регулировании. Предложен способ для уменьшения порядка линейной модели передаточной функции. |
|
|
Сведения об авторах |
|
|
Информация для авторов |
|
|
|
|