Список литературы
1. L.H. Navel, G.A. Coffey. Sea Level Side Loads in High-Area-Ratio Rocket Engines. / AIAA Paper 73-1284.
2. M. Frey, G. Hagemann. Status of Flow Separation Prediction in Rocket Nozzles. / AIAA Paper 98-3619.
3. M. Frey, G. Hagemann. Flow Separation and Side-Loads in Rocket Nozzles. / AIAA Paper 99-2815.
4. А.Н. Антонов, В.М. Купцов, В.В. Комаров. Пульсации давления при струйных и отрывных течениях. – М.: Машиностроение, 1990.
Порфирьев Денис Петрович (СГАУ, аспирант)
«Механизм перехода от коронного к факельному разряду в закрученном потоке газа»
В работе исследовалась структура вихревого потока в присутствии разряда в цилиндрической трубе и влияние параметра закрутки на форму разряда в связи с приложениями плазменной аэродинамики. Сильная зависимость кинетики реакций и интегральных характеристик разряда от параметра закрутки обуславливает существенное влияние газодинамики и термодинамики на структуру разряда. В то же время локальное тепловыделение и релаксационные процессы могут значительно изменить структуру вихревого потока. В работе представлены результаты аналитического и численного исследований вихревого потока в присутствии разряда постоянного тока и одноэлектродного ВЧ-разряда с целью качественного объяснения экспериментальных результатов
Рыжов Александр Александрович (ФАЛТ МФТИ, студент 561 гр.)
«Исследование восприимчивости высокоскоростного пограничного слоя к температурным возмущениям в набегающем потоке»
С помощью численного решения уравнений Навье-Стокса выявлен механизм генерации наиболее неустойчивой на заданном режиме (число Маха 6, число Рейнольдса 2 млн., теплоизолированная пластина) моды S устойчивой модой F, которая, в свою очередь, порождается энтропийной модой непрерывного спектра, соответствующей внешним температурным возмущениям.
Установлено, что прохождение возмущений через скачок уплотнения, образующийся на передней кромке в результате вязко-невязкого взаимодействия, значительно влияет на процесс восприимчивости. В частности, порождаются акустические волны, восприимчивость к которым на данном режиме на порядки выше, чем к температурным.
Сравнение результатов, полученных с помощью численного решения, с результатами линейной теории устойчивости (двухмодовое приближение), показало отличное согласование результатов.
Сазанов Владимир Михайлович (к.т.н.,частный исследователь)
«Новый Интернет – реальность и футурологические прогнозы»
Описано текущее положение дел в области социальных сетей, даны прогнозы развития и рассмотрен прототип социально-ориентированной виртуальной сети со схемой его проектирования. Предложена футуристическая модель светско-духовного управления, социофилософский конструкт «Солнечного виртуального модуля», некоторые универсалии и идеальные варианты публичной интеллектуальной сферы, модель распространения идеологического влияния в сети, намечены пути реализации.
Свинцов Дмитрий Александрович (ФФКЭ МФТИ, студент 556 гр.)
«Необычные свойства двумерного углерода – графена»
В лекции будет рассказано о необычных физических свойствах двумерной формы углерода – графена, за исследование свойств которого была вручена Нобелевская премия по физике 2010 года. Среди таких свойств – высокая прочность и электропроводность, аналогия между поведением электронов в графене и фотонов.
В лекции будет уделено особое внимание перспективам применения графена в качестве материала для полевых транзисторов – основы современных процессоров.
Смирнов Александр Иванович (ИФП им. П. Л. Капицы РАН)
«Физика и техника низких температур»
В лекции будут рассмотрены основные понятия физики низких температур, методы низкотемпературного эксперимента и некоторые из результатов, полученных в области физики низких температур. Примерный план лекции:
предмет физики низких температур – макроскопические квантовые явления. Сверхтекучесть, сверхпроводимость, магнетизм. Квантование возбуждений, квазичастицы.
методы получения и измерения низких и сверхнизких температур. Ожижение гелия (4.2 K), рефрижератор растворения гелия-3 в гелии-4 (0.005 K), адиабатическое размагничивание (0.0001 K).
эксперименты при низких и сверхнизких температурах. Электрические и магнитные измерения, оптические наблюдения и спектроскопия.
Бозе-эйнштейновская конденсация
Квантовые кристаллы.
Сверхтекучесть гелия-3
Квантовые магнетики.
Квантование механических и электромагнитных микроосцилляторов
Исследования по физике низких температур в Институте физических проблем им. П.Л.Капицы РАН.
Софронов Александр Юрьевич (ФРТК МФТИ, студент)
«Моделирование глобальных многошаговых радиосетей ДКМВ диапазона»
Рассматривается задача выбора мест размещения опорных радиоцентров (ОпРЦ), работающих в декаметровом диапазоне радиочастот (ДКМ радиочастоты), на территории России из множества возможных мест их размещения для обеспечения связности, качества обслуживания, пропускной способности сети привязки, организованной на каждом ОпРЦ, при ограничении на количество приемопередатчиков в рамках одного ОпРЦ. Разработаны и реализованы следующие алгоритмы. Алгоритм расчета надежности радиолинии объединяет в себе целый ряд моделей. Выведена зависимость мощности сигнала от расстояния между терминалами с учетом физики распространения радиоволн ДКМ диапазона, получена зависимость надежности радиолинии от расстояния, представлена ее аппроксимация. Алгоритм расчета надежности радиосети использует метод Монте-Карло. Проведен расчет необходимого количества выборок графа сети для требуемого значения погрешности метода.
Алгоритм расчета индекса покрытия — модифицированный для случая сферических координат алгоритм японских ученых. Алгоритм расчета пропускной способности сети позволяет не допустить возникновения «тонких» мест в сети за счет деления России на несколько областей и расчета пропускной способности как в каждой области, так и между ними. Результатом работы стала сеть со следующими характеристиками: количество ОпРЦ 41, количество узлов графа сети 28, количество радиолиний 117, диаметр сети 4, минимальная степень вершины 3, максимальная степень вершины 10, средняя степень вершины 8, надежность сети 0.9990(5), индекс покрытия территории России 3. Пропускная способность от 3.60 Кбит/с до 55.82 Кбит/с.
Сошенко Владимир Владимирович (МФТИ, ФРТК, студент)
«Моделирование и исследование характеристик искажений изображений для различных моделей турбулентности»
При наблюдении и сопровождении космических и высотных объектов с поверхности земли главной характеристикой является разрешающая способность телескопов и радаров. Увеличение линейных размеров антенн и зеркал позволяет улучшить данную характеристику. Однако при диаметрах апертуры более полуметра начинает сказываться влияние атмосферы на астрономические наблюдения. Важной задачей дальнейшего развития средств наблюдения является оценка влияния возмущенной среды на формирование изображений и его адаптивная компенсация.
Для анализа, а также для улучшения качества изображений средствами ЭВМ необходимо иметь программный комплекс для моделирования искажений. В данной работе рассматривается модель Татарского для структурной функции случайного поля турбулентной атмосферы и его модель для ионосферы.
Написана программа для моделирования искажений. Для численных расчетов применен метод плавных возмущений. Исследовано влияние турбулентной атмосферы на распространение сфокусированного лазерного пучка, плоской волны, влияние искажений на изображения, получаемые в телескопе, и распространение волн радиодиапазона через ионосферу.
Стрельникова Вероника Анатольевна (ФАЛТ МФТИ, студент 765 гр.)
«Особенности образования NOx в ламинарном метано-воздушном пламени»
Анализируются различные механизмы образования оксидов азота (NO и NO2) при распространении ламинарного пламени в метано-воздушной смеси. На основе численного моделирования показано, что скорость образования NO существенным образом зависит от начальной температуры T0 и коэффициента избытка топлива смеси CH4/воздух. Установлено, что в стехиометрической смеси CH4/воздух основным механизмом образования NO является расширенный механизм Зельдовича, а другие механизмы (Фенимора, N2O и NNH) играют существенно меньшую роль. NO2 образуется за счет быстрой конверсии NO, но его доля при T0=300 K составляет ~0.16% от NO. В бедной смеси (=0.6) образование NO обусловлено в основном N2O-механизмом, в богатой (=1.5) – механизмом Фенимора. Концентрация NO и NO2 в этих случаях существенно меньше, чем в стехиометрической смеси. При этом конверсия NO в NO2 в бедной смеси составляет 13%, а в богатой смеси ничтожно мала.
Сугак Семен Сергеевич (СГАУ, студент)
«Исследование взаимодействия закрученных течений с газоразрядной плазмой»
На основе экспериментальных данных по проведению газового разряда в закрученном потоке для пакета Ansys FLUENT 12.1 построена конечноэлементная сетка, моделирующая макроскопические газодинамические параметры газа в условиях имитирующих газовый разряд, где в соотвествие области газового разряда поставлена область выделения джоулева тепла. Рассмотрено влияние закрученного потока на параметры газа, качественно согласующееся с экспериментом. Рассмотрена структура возникающая в закрученном течении - прецессирующее вихревое ядро. Для нее аналитически решена модельная задача устойчивости закрученного течения с разрывом скорости и температуры потока. Решалась система уравнений Навье-Стокса для сжимаемой жидкости, в которой перепад температуры в исходной задаче заменялся перепадом плотности, что позволило исключить из задачи уравнение энергии. Решена система, получено дисперсионное уравнение и инкремент неустойчивости его решения.
Суржиков Сергей Тимофеевич
(Института проблем механики им. А.Ю.Ишлинского РАН)
«Актуальные задачи компьютерной аэрофизики межпланетных космических аппаратов»
Актуальные проблемы компьютерной аэротермодинамики обсуждаются на примере анализа двух- и трехмерных расчетных данных для спускаемых космических аппаратов различного класса. Приведены данные по конвективному и радиационному нагреву Марсианских космических аппаратов, разрабатываемых в Европейском космическом агентстве. Проблемы сильного радиационно-газодинамического взаимодействия обсуждаются на примере радиационной аэротермодинамики космического аппарата Stardust. Дан подробный анализ космической экспедиции Stardust к ядру кометы Wild-II.
В настоящее время космическими агентствами разных стран разрабатываются спускаемые космические аппараты нового поколения, отличительной чертой которых являются увеличенные размеры, что позволяет планировать орбитальный и сверх орбитальный полет шести космонавтов. Например, космический аппарат типа ORION имеет диаметр миделевого сечения более, чем 5 метров. Близкие параметры имеет разрабатываемый в России новый космический аппарат. Это означает, что при орбитальном входе отход ударной волны от поверхности космического аппарата может достигать 30-50 см. При этом, размеры области неравновесного газа за фронтом ударной волны составляют несколько сантиметров. В этих условиях радиационный нагрев поверхности становится соизмеримым с конвективным нагревом и может превосходить его даже при орбитальном входе космических аппаратов.
Даны постановки актуальных задач радиационной газовой динамики космических аппаратов нового поколения.
Таланцев Артём Дмитриевич (ФМБФ МФТИ, студент 742 гр.)
«Исследование влияния намагниченности δ-Mn-слоя на поляризацию фотолюминесценции квантовой ямы в гетероструктурах InGaAs/GaAs/δ- на сингулярных и вицинальных гранях GaAs»
О дним из ключевых направлений современной спинтроники является создание светодиодов, в которых возможно управление поляризацией излучаемого света. Один из способов создания такого светодиода – изготовление гетероструктуры, содержащей квантовую яму и магнитный слой. В данной работе исследовано влияние намагниченности δ-легированного слоя марганца (δ-Mn-слоя) на поляризацию фотолюминесценции квантовой ямы GaAs/In0,2Ga0,8As/GaAs в полупроводниковых гетероструктурах InGaAs/GaAs/δ-Mn, выращенных на сингулярных и вицинальных подложках GaAs. Использование подложек GaAs (001): точно ориентированных и с отклонением 3° нормали к δ--слою от направления [001] позволяло выращивать, соответственно, однородные и неупорядоченные ферромагнитные δ--слои. Установлено, что в гетероструктурах, выращенных на точно ориентированных подложках (singular), температурная зависимость намагниченности описывается законом T3/2 (рис. 1) (Блоховский тип магнитного упорядочения). В гетероструктурах, выращенных на подложках с отклонением 3° нормали от направления [001] (vicinal), температурная зависимость намагниченности имеет ход (рис. 1), характерный для неупорядоченных ферромагнетиков (перколяционный тип магнитного упорядочения):
Рис. 1. Температурные зависимости намагниченности M (в единицах магнетона Бора μB) образцов singular и vicinal в магнитном поле 1 кЭ. Сплошными линиями показаны аппроксимации формулой Блоха [1] и перколяционной формулой [2], а также зависимости степени циркулярной поляризации PС в образцах singular и vicinal от температуры в магнитном поле 2 кЭ и 5 кЭ, соответственно. На врезке изображены спектры электронного спинового резонанса в образцах singular и vicinal (в двукратно увеличенном масштабе) при температурах Т = 4 К. Линия FMR соответствует ферромагнитному резонансу в δ-Mn-слое.
Зависимости степени поляризации фотолюминесценции от магнитного поля и спектры электронного спинового резонанса также чувствительны к типу ферромагнитного упорядочения в δ--слое: в случае неупорядоченных δ--слоёв линия ФМР, соответствующая резонансу в δ-Mn-слое, существенно шире, чем таковая для упорядоченных слоёв. Несмотря на то, что в исследуемых гетероструктурах магнитный слой и квантовая яма отделены друг от друга, температурная зависимость поляризации фотолюминесценции квантовой ямы качественно повторяет температурную зависимость намагниченности δ-Mn-слоя.
Литература
1. Bloch F., Z. Phys., 1930, 61, 206.
2. Коренблит И.Я., Шендер Е.Ф., УФН, 1978, 126, 233.
Тарасевич Степан Викторович
(ИКИ РАН, сектор теоретических исследований, м.н.с.)
«Задача распада разрыва для магнитной гидродинамики на ровной границе в приближении мелкой воды»
Уравнения магнитной гидродинамики в приближении мелкой воды являются альтернативой решению полной магнитогидродинамической системы тяжёлой жидкости со свободной границей. Эти уравнения получаются из уравнений магнитной гидродинамики, записанных для слоя несжимаемой невязкой жидкости со свободной поверхностью, находящегося в поле сил тяжести осреднением по глубине в предположении гидростатичности распределения давлений и малости толщины слоя по отношению к характерному линейному размеру задачи. Полученная таким образом система в магнитной гидродинамике играет такую же важную роль, как и классические уравнения мелкой воды в гидродинамике нейтральной жидкости.
Приближение мелкой воды применяется для изучения солнечного тахоклина, для изучения распространения аккретирующей материи в нейтронных звёздах, для изучения динамики атмосфер нейтронных звёзд, а также для оптимизации механических процессов при получении алюминия электролизом, а именно для минимизации магнитогидродинамического шума на поверхности жидкого металла и тем самым уменьшения энергозатрат для производства алюминия.
Данная работа посвящена изучению нелинейных магнитогидродинамических течений тяжёлой жидкости, описываемых простейшими магнитогидродинамическими уравнения мелкой воды на ровной границе в отсутствии внешних сил. Эти уравнения является основой для создания моделей и развития теории многослойных стратифицированных магнитогидродинамических течений в приближении мелкой воды, а также для развития МГД теории мелкой воды при наличии внешних сил, например, вращения или гидравлического трения. Гиперболичность магнитогидродинамических уравнений мелкой воды определяет, наряду с гладкими, наличие разрывных решений. Даже в случае, когда начальные условия являются гладкими, нелинейный характер уравнений наряду с их гиперболичностью за конечное время может привести к разрывному решению.
В работе изучаются простые автомодельные решения: магнитогравитационные волны разрежения, магнитогравитационные ударные волны и альфвеновские волны. Такие решения являются основополагающими в исследовании нелинейных волновых явлений и позволяют найти точное решение задачи распада произвольного разрыва. В работе получено точное явное решение начальной задачи с кусочно-постоянными начальными условиями для уравнений магнитной гидродинамики в приближении мелкой воды, впервые возникшей в газовой динамике (задача Римана). Показано, что решение представляет собой одну из пяти конфигураций: «две магнитогравитационные волны разрежения, две альфвеновские волны», «две магнитогравитационные ударные волны, две альфвеновские волны», конфигурация «магнитогравитационная волна разрежения, обращенная назад, правая магнитогидродинамическая ударная волна, две альфвеновские волны», «левая магнитогравитационная ударная волна, магнитогравитационная волна разряжения, обращенная вперед, две альфвеновские волны», «две гидродинамические волны Римана, зона вакуума». Найдены условия на начальные данные, при которых реализуется каждая конкретная конфигурация.
|
