|
Журнал Вестник НГУ. Cерия Физика. 2014. Том 9, выпуск 2 EN |
|
Радиофизика и электроника |
|
Микерин С. Л., Потешкина К. Д., Плеханов А. И. Терагерцовый спектрометр на основе фемтосекундного лазера для научных исследований Разработан спектрометр терагерцового частотного диапазона, использующий фемтосекундный титансапфировый лазер, и на его основе реализован экспериментальный стенд многоцелевого использования: как для |
|
Физика высоких энергий, ускорителей и высокотемпературной плазмы |
|
Соломахин А. Л., Багрянский П. А., Коваленко Ю. В., Савкин В. Я., Яковлев Д. В. Электронный циклотронный резонансный нагрев плазмы в газодинамической ловушке В газодинамической ловушке создана система электронного циклотронного нагрева плазмы. Схема нагрева основана на инжекции в плазму под углом 36° к оси необыкновенной волны и ее поглощении на первой гармонике электронного циклотронного резонанса. В качестве источников излучения используются два гиротрона «Буран-А» мощностью 450 кВт каждый и частотой 54,5 ГГц. Проведены первые эксперименты по инжекции микроволнового излучения мощностью 300 кВт в плазму газодинамической ловушки. После создания благоприятной магнитной конфигурации и подбора параметров эксперимента зафиксировано повышение диамагнетизма, электронной температуры и других параметров плазмы при электронном циклотронном нагреве. |
|
Дзюба А. В., Аржанников А. В. Сверхпроводящие резонаторы: потери добротности при высокой напряженности ускоряющего поля Представлен обзор результатов различных групп по исследованию потерь энергии в сверхпроводящих ниобиевых резонаторах. Рассмотрены особенности потерь при высокой напряженности электромагнитного поля |
|
Тиунов М. А. Полный расчет трехмерных квазистационарных электромагнитных полей в приближении сильного скин-эффекта методом граничных интегральных уравнений Разработан и реализован эффективный метод граничных интегральных уравнений, позволяющий проводить полный расчет трехмерных квазистационарных электромагнитных полей в приближении сильного скин-эффекта. Приводятся примеры расчета модельных и реальных систем формирования квазистационарных электромагнитных полей. Результаты расчетов сравниваются с аналитическими решениями и результатами измерений. |
|
Галёв Р. В., Ковалев О. Б. Об использовании уравнений Максвелла при численном моделировании лазерного взаимодействия с материалами На основе уравнений Максвелла сформулированы постановки ряда задач о распространении и поглощении лазерного излучения применительно к моделированию процессов лазерной обработки материалов: резки, сварки, сверления металлов, селективного лазерного плавления и спекания порошков. Реализован на языке фортран, с элементами распараллеливания вычислений, алгоритм численного решения уравнений Максвелла методом Finite Difference Time Domain (FDTD), и изучены особенности постановки ряда граничных условий применительно к задачам лазерного взаимодействия для изотропных сред. |
|
Физика жидкости, нейтральных и ионизованных газов |
|
Гапонов С. А., Ермолаев Ю. Г., Косинов А. Д., Лысенко В. И., Семенов Н. В., Смородский Б. В. Теоретическое и экспериментальное исследование развития первой моды неустойчивости в сверхзвуковых пограничных слоях на пористых поверхностях Проведены совместные теоретические и экспериментальные исследования влияния проницаемости поверхности на линейную устойчивость сверхзвукового пограничного слоя на модели плоской пластины при числе Маха M = 2. Получено хорошее количественное согласование расчетов проведенных на основе линейной теории устойчивости и данных экспериментов с искусственными возмущениями на моделях с различными пористыми вставками. Показано, что с увеличением радиуса пор проницаемой поверхности модели происходит дестабилизация возмущений первой моды, распространяющихся под произвольными углами в пограничном слое. |
|
Запрягаев В. И., Кавун И. Н., Кундасев С. Г. Расчетно-экспериментальное исследование сверхзвуковой неизобарической струи, истекающей из сопла с косым срезом Работа направлена на изучение ударно-волновой структуры течения сверхзвуковой струи, истекающей из кососрезного сопла. Результаты представлены в виде полей измеренного полного давления в поперечных сечениях струи и могут быть использованы для верификации результатов численных расчетов. Данные эксперимента дополнены численным моделированием течения с помощью пакета ANSYS Fluent. Достигнуто качественное соответствие результатов расчета и данных эксперимента. |
|
Иванов А. В., Качанов Ю. С., Мищенко Д. А. Количественное исследование возбуждения нестационарных мод гёртлеровской неустойчивости пограничного слоя вогнутой стенки турбулентностью набегающего потока Представлены результаты первого экспериментального исследования распределенного порождения гёртлеровских мод за счет действия механизма распределенной восприимчивости пограничного слоя на вогнутой поверхности к продольным вихрям набегающего потока. Исследования проведены в следующем диапазоне параметров задачи: чисел Гёртлера G* = 7,4 - 21,3, частоты fv = 15, 20 и 26 Гц (безразмерный частотный параметр F = 17,04; 22,72 и 29,54) и широком диапазоне поперечных потоку масштабов возмущений ?z = 8 - 24 мм (безраз мерный масштаб ? = 149 - 774). Обнаружено, что этот механизм является достаточно эффективным и способен приводить к усилению нестационарных гёртлеровских вихрей даже в тех режимах, в которых пограничный слой является линейно устойчивым к таким возмущениям. В работе впервые получены оценки количественных характеристик исследуемого физического явления – комплексных значений коэффициентов распределенной вихревой восприимчивости. Обнаружено, что исследуемый механизм наиболее эффективен для вихрей с поперечными длинами волн близким к наиболее «опасным» с точки зрения линейной теории устойчивости. Найдено, что амплитуды коэффициентов восприимчивости убывают с продольной координатой. |
|
Зверков И. Д., Крюков А. В., Грек Г. Р. Перспективы исследований в области малоразмерных летательных аппаратов (обзор) Рассматривается проблема улучшения аэродинамических характеристик малоразмерных летательных аппаратов с точки зрения фундаментальных явлений, описанием которых, занимается раздел механики жидкости, газа и плазмы. Это проблема локального отрыва пограничного слоя (отрывные пузыри) и срыва потока с передней кромки крыла, при котором меняется вся глобальная структура обтекания. Представлен обзор работ, устанавливающих эту взаимосвязь, и методов воздействия, устраняющих вредные последствия отрывов. Более детально выделяется в обзоре метод устранения отрыва с помощью волнистой поверхности как наиболее перспективный и легко реализуемый на практике. Вторая часть обзора посвящена анализу обтекания элементов конструкций разнообразных летательных аппаратов с указанием возможных проблемных мест, где реализуется обтекание при числе Рейнольдса менее 106 и могут возникать локальные отрывы. Применение волнистой поверхности в таких местах или какой-либо иной способ воздействия на пограничный слой, уменьшающий негативное влияние отрыва пограничного слоя, может улучшить аэродинамические характеристики летательного аппарата и способствовать более эффективной его эксплуатации. |
|
Гольдфельд М. А., Старов А. В. Схема воспламенения водорода в канале с ударными волнами Приведены результаты анализа процессов самовоспламенения и распространения горения в многоинжекторной камере сгорания с высокими сверхзвуковыми скоростями воздушного потока. Установлено, что воспламенение топлива при больших числах Маха, приводящее к распространению пламени по всему объему камеры сгорания и стабилизации горения, происходит не в рециркуляционной области за уступом, а в области взаимодействия ударных волн с пограничным слоем на стенках или за этой областью ниже по потоку вблизи угловой точки камеры сгорания. Детально рассмотрена схема развития процесса горения в камере сгорания с существенно трехмерной конфигурацией. |
|
Литвиненко М. В., Литвиненко Ю. А., Козлов Г. В., Вихорев В. В. Экспериментальное исследование затопленной круглой струи с вихрями Дина Представлены результаты экспериментальных исследований затопленной круглой струи с вихрями Дина, сформированной в криволинейном канале. Выполнены термоанемометрические измерения трехмерного профиля средней составляющей продольной компоненты скорости и получены картины поперечных и продольных сечений струи на выходе из сопла и вниз по потоку. Показаны особенности развития струи при воздействии акустического поля частотой 40 Гц. |
|
Гореликова А. Е., Кашинский О. Н., Рандин В. В., Чинак А. В. Влияние расхода газа на диаметр газовых пузырей в восходящем пузырьковом течении в плоском наклонном канале Представлены результаты экспериментального исследования теплообмена и трения на стенке в восходящем пузырьковом течении в наклонном плоском канале. Измерения проводились в диапазоне приведенных скоростей жидкости 0,3?1,1 м/с и при различных значениях расходного объемного газосодержания. Измерения гидродинамической структуры проведены электрохимическим методом с использованием миниатюрных датчиков трения. Определены значения среднего трения и коэффициента теплообмена при различной ориентации канала. Показано, что в пузырьковом газожидкостном течении наблюдается существенная зависимость трения и теплообмена от угла наклона канала. |
|
Сердюков В. С., Суртаев А. С., Володин О. А. Исследование динамики парообразования при кипении в стекающих недогретых пленках жидкости Рассмотрены особенности динамики парообразования при кипении в стекающих недогретых пленках воды при варьировании степени недогрева жидкости, числа Рейнольдса и плотности теплового потока. С использованием высокоскоростной термографической и цифровой видеосъемок получены экспериментальные данные по локальным характеристикам при кипении в пленке жидкости, таким как размер паровых пузырей перед конденсацией, частота зародышеобразования и перегрев тепловыделяющей поверхности, соответствующий появлению паровых пузырей. Анализ полученных данных показал, что размер паровых пузырей перед конденсацией существенно зависит от начальной температуры жидкости и увеличивается с ростом плотности теплового потока. Наибольшее влияние на частоту зародышеобразования оказывает изменение плотности теплового потока. При этом опытные данные, полученные в настоящей работе, близки к величинам частот зародышеобразования при кипении насыщенной жидкости в условиях большого объема. Для выявления основных особенностей в работе проведено сравнение опытных данных по локальным характеристикам при кипении в стекающей пленке недогретой жидкости с известными моделями, разработанными для кипения насыщенной жидкости в условиях большого объема. |
|
Физика твердого тела, полупроводников, наноструктур |
|
Рогило Д. И., Федина Л. И., Косолобов С. С., Латышев А. В. Формирование двумерных островков на поверхности Si(111) при гомоэпитаксиальном росте Методом in situ сверхвысоковакуумной отражательной электронной микроскопии исследован процесс зарождения двумерных островков Si на экстра-широких (~ 10 - 100 мкм) атомно-гладких террасах поверхности Si(111). Установлено, что концентрация двумерных островков N2D в зависимости от температуры подложки T и скорости осаждения кремния R подчиняется закону N2D~R^(X)exp(E2D/kT) с X ~ 0,58 или 0,82 и E2D ~ 1,77 или 1,02 эВ для поверхности Si(111) со структурой (7x7) или (1x1) соответственно. Обнаружено, что в процессе роста при T ~ 700 °C на экстра-широких террасах критический зародыш состоит из i = 1 частицы и увеличивается до i = 7–10 частиц на террасах меньшей ширины, что обусловлено конкуренцией между процессами зародышеобразования и взаимодействием адатомов со ступенями, ограничивающими террасу. |
|
Алексеев А. В., Предтеченский М. Р. Алюминиевая фольга, упрочненная углеродными нанотрубками Опробован метод получения композита на основе алюминиевой матрицы, упрочненной углеродными нанотрубками, с помощью горячего прессования и холодной прокатки. Получен композит с прочностью на уровне |
|
Учебно-методическое обеспечение преподавания физики |
|
Богомягков А. В., Дорохов В. Л., Мешков О. И., Полыгалов А. С., Щеглов А. Л. Опыт Юнга с наклонными щелями Предложен модифицированный вариант опыта Юнга с использованием щелей, расположенных под произвольным углом. Выполнен математический анализ предложенной схемы, показывающий, что распределение интенсивности может быть аппроксимировано гиперболической функцией. Экспериментальным путем установлено соответствие действительности с теорией. Анализ экспериментальных результатов проведен двумя разными способами обработки цифровых данных интерференционной картины. Установлен нетривиальный факт: интерференционные картины от щелей с различными (но симметричными относительно 90°) углами между ними, имеют одинаковое распределение интенсивности. Данная работа может быть расширением спектра лабораторных работ на стандартных практикумах по оптике. |
|
|
Сведения об авторах |
|
|
Информация для авторов |
|
|
|
|