Журнал Вестник НГУ. Cерия Физика. 2015. Том 10, выпуск 4 EN

Радиофизика и электроника

Кузнецов С. А., Аржанников А. В. Электродинамическая оптимизация ультратонких резонансных поглотителей для болометрических детекторов субмиллиметрового диапазона

Проведен теоретический анализ и оптимизация характеристик ультратонких частотно-резонансных поглотителей на основе искусственных импедансных поверхностей, которые имеют перспективу использования в качестве радиационно-чувствительных слоев селективных болометрических детекторов субмиллиметрового диапазона длин волн. Прослежено влияние формы резонансных элементов и проводимости их металлизации на такие ключевые параметры ультратонких поглотителей, как добротность резонанса поглощения и отношение длины волны поглощаемого излучения к толщине поглотителя, а также к характерному размеру элементарной ячейки импедансной поверхности.

5

Физика жидкости, нейтральных и ионизованных газов

Литвиненко Ю. А., Балбуцкий А. Б., Вихорев В. В., Козлов Г. В., Литвиненко М. В. Экспериментальное исследование развития гидродинамической неустойчивости в круглой микроструе пропана при воздействии внешнего акустического поля с горением

Выполнены экспериментальные исследования развития дозвуковой круглой микроструи при диффузионном горении пропана и без горения при малых числах Рейнольдса. Развитие струи происходило как при естественных условиях без акустического воздействия так и под действием внешнего акустического поля большой интенсивности (90–100 дБ), частота акустического воздействия варьировалась от нескольких герц до 6 кГц. Струйное течение было реализовано из сопла круглого сечения со скосом 45° и диаметром d = 0,45 мм. Подаваемая в сопло смесь пропан-бутана предварительно проходила через испаритель, затем через регулятор расхода газа (двухканальный PR4000B). Исследования проводились при помощи теневого метода на базе ИАБ-451. По результатам исследований получены картины теневой визуализации, показано наличие развивающейся гидродинамической неустойчивости в том числе при наличии конвективных сил (при горении). Получены картины визуализации диффузионного горения круглой микроструи пропан-бутана при различных режимах горения – присоединенное и поднятое. Установлено, что пламя при диффузионном горении круглой микроструи под действием внешнего акустического поля, подвержено уплощению и раздвоению аналогично воздушной свободной круглой микроструе, при этом источник акустических колебаний ориентирован перпендикулярно к струе. Получены картины диффузионного горения для расщепленной акустическим полем импактной струи. Установлено, что в этом случае на ограничивающей пластине реализуется два температурных максимума.

21

Бойко А. В. О моделировании устойчивости течения жидкости в податливых трубах применительно к задачам гемодинамики

Работа направлена на формирование адекватных физических моделей, описывающих механизмы взаимодействия податливых стенок труб с возмущениями потока, применительно к задачам гемодинамики с целью выявления условий, при которых возникает гидродинамическая неустойчивость.

29

Аржанников А. В., Котельников И. А. Метод решения нестационарной задачи возбуждения корабельных волн подводным объектом

Предложен метод решения задачи о возбуждении корабельных волн невязкой жидкости погруженным объектом, который движется с переменной скоростью. Для сравнения с имеющимися в литературе результатами
в качестве теста предложенного метода проведено детальное рассмотрение случая, когда заглубленный шар движется с постоянной скоростью параллельно поверхности жидкости. Для этого примера получены асимптотические выражения, описывающие вертикальное смещение поверхности жидкости в пределе малых и больших значений числа Фруда. Проведено их сравнение с полученным нами точным решением, которое представлено в виде двух слагаемых, каждое из которых приведено к одномерному интегралу. Одно слагаемое описывает «горб Бернулли», а другое – «клин Кельвина».

43

Грек Г. Р., Козлов В. В., Коробейничев О. П., Литвиненко Ю. А., Шмаков А. Г. Особенности диффузионного горения микроструи водорода при различной пространственной ориентации отверстия выходного сопла

Цель работы состоит в экспериментальном исследовании особенностей диффузионного горения круглой микроструи водорода в зависимости от пространственной ориентации выходного сопла. Обнаружено, что при диффузионном горении водорода в круглой микроструе в условиях направленности вектора скорости истечения струи обратно и перпендикулярно вектору земной гравитации (g) основные характеристики развития пламени в зависимости от скорости истечения струи практически совпадают. К этим характеристикам относятся диапазоны наличия области «перетяжки» пламени, отрыва пламени при наличии области «перетяжки» пламени, наличия области «перетяжки» пламени, но отсутствия горения турбулентной струи и момент прекращения горения микроструи. Напротив, в ситуации диффузионного горения водорода в круглой микроструе при направлении вектора скорости истечения струи, совпадающего с направлением вектора земной гравитации (g), основные характеристики развития пламени в зависимости от скорости истечения струи резко отличаются от двух предыдущих случаев. Сокращается диапазон существования области «перетяжки» пламени, отрыв пламени происходит в отсутствие области «перетяжки» пламени и момент прекращения горения микроструи наступает при значительно большей скорости ее истечения.

60

Прохоров Е. С. Квазиодномерный подход к моделированию распространения газовой детонации в среде с переменным химическим составом

Представлена квазиодномерная модель, описывающая распространение детонационной волны в трубе, заполненной взрывчатой газовой смесью, химический состав которой изменяется вдоль оси трубы. При этом учтены энергопотери химически равновесного потока продуктов детонации на трение и теплоотвод в стенки трубы. В рамках данной модели численно исследован переход газовой детонации через область с градиентом концентрации химических веществ. Проанализирована возможность возбуждения пересжатых детонационных волн в результате такого перехода.

77

Яковенко С. Н. Бюджет уравнений для дисперсии пульсаций скаляра в области турбулентности, возникающей при обрушении подветренных волн

На основе осреднения данных прямого численного моделирования получены статистические моменты в турбулентной области, формирующейся после опрокидывания подветренных волн в потоке с устойчивой стратификацией и препятствием. Исследована эволюция во времени и пространственное поведение бюджета уравнения переноса для дисперсии пульсаций скаляра. Выполнены априорные оценки алгебраических аппроксимаций для скалярной диссипации, скалярной дисперсии и процессов турбулентной диффузии в уравнении скалярной дисперсии. Такой анализ полезен для изучения области турбулентности в терминах статистических моментов и для проверки гипотез замыкания в моделях турбулентности. Показано, что в глобальном балансе уравнения для скалярной дисперсии диссипация и адвекция уравновешивают порождение, как и в уравнении турбулентной кинетической энергии. Отношение турбулентных масштабов времени полей скорости и скаляра изменяется от 0,2 до 2,2 в области обрушения волн, а глобальное значение этого параметра близко к единице во время квазистационарного периода. Алгебраическое выражение для скалярной дисперсии, полученное в предположении баланса порождения и диссипации, оказывается некорректным, приводя к нефизическим отрицательным значениям, поэтому оправдано привлечение полного уравнения для дисперсии пульсаций скаляра в модель турбулентного переноса.

85

Физика твердого тела, полупроводников, наноструктур

Павловский Н. С., Шайхутдинов К. А., Дубровский А. А., Петров М. И., Терентьев К. Ю., Семенов С. В. Влияние замещения в редкоземельной подсистеме на изменение основного магнитного состояния монокристалла La1,4Sr1,6Mn2O7

Исследовано изменение магнитных свойств системы (La1–zNdz)1,4Sr1,6Mn2O7 при изовалентном замещении лантана на неодим в различных концентрациях z = 0, 0,3. Уменьшение расстояния Mn–Mn в плоскости с увеличением z ведет к подавлению ферромагнитного состояния, что, как и ожидалось, говорит нам о смене орбитального характера eg – электронов с d3z2 r2 на dx2-y2. В больших приложенных магнитных полях наблюдался метамагнитный переход в образце с концентрацией z = 0,3, характеризующийся резким возрастанием намагниченности и сменой основного состояния образца из антиферромагнитного в ферромагнитное.

95

Учебно-методическое обеспечение преподавания физики

Попов Л. К. Заметки о природе осмотического давления

В научной и учебной литературе приводится модель осмоса, согласно которой это явление обусловлено давлением молекул растворенного вещества. В данной работе приведена краткая критика этих взглядов и изложен последовательный подход к физически обоснованной интерпретации этого явления

100

Сведения об авторах

106

Информация для авторов

108

Вернуться на главную