SCI Библиотека

В рамках данного исследования проведен детальный анализ волновых процессов в двумерной структуре черного фосфорена под воздействием непрерывного продольного сжатия. Это сжатие осуществлялось строго в двух кристаллографических ориентациях фосфорена - либо в направлении “зигзаг”, либо в направлении “кресла”. Сложная атомная геометрия фосфорена, значительно отличающаяся от структуры графена, вносит дополнительные особенности в динамику распространения волн, возникающих в материале в результате сжатия. Для моделирования динамических явлений были применены методы молекулярной динамики. Процесс возбуждения акустических и ударных волн был инициирован с помощью сжимающего поршня, движущегося с постоянной заданной скоростью. В ходе исследования был проведен детальный анализ распространения волнового фронта на атомном уровне. В рамках этого анализа были изучены колебания атомов, проходящих через волны, и изменения энергетических параметров атомов и волны в зависимости от скорости движения поршня. Полученные результаты вносят вклад в понимание нелинейных волновых процессов в двумерных материалах и расширяют представления о поведении волн в сложных геометрических кристаллических структурах. Это исследование помогает получить более глубокое понимание механизмов распространения и эволюции ударных и акустических волн в таких материалах, как фосфорен, и имеет важное значение для разработки новых наноматериалов и технологий. Полученные результаты расширяют наше понимание динамики материалов на атомном уровне и могут найти практическое применение в области нанотехнологий и разработке новых материалов с улучшенными свойствами.

Исследована задача устойчивости цилиндрической оболочки с различными модулями на вязкоупругом основании. Предполагается, что оболочка круглого сечения подвергается силовому воздействию и теряет устойчивость в осесимметричной форме. Считается, что один конец оболочки остается неподвижным, а другой меняет свое местоположение (движется) с определенной скоростью. При этом предполагается, что поперечное перемещение больше продольного. При решении задачи принималось во внимание сопротивление внешней среды, а также учитывалось, что цилиндрическая оболочка изготовлена из разномодульного материала. Получены уравнения связи между критической силой c характерными параметрами для цилиндрической оболочки, расположенной на основании, характеризуемом, в свою очередь, как вязкоупругое основание, и моделью Пастернака. Из полученных уравнений и изложенных результатов видно, что допускаются серьезные погрешности, если при решении вопросов устойчивости не учитываются сопротивление внешней среды и разная модульность. Результаты расчета показывают, что значение критической силы в рассматриваемом случае существенно отличается от значений, соответствующих классическим задачам, и зависит от параметров, характеризующих сопротивление основания. Полученные результаты могут быть использованы при расчетах разномодульных цилиндрических оболочек на прочность, устойчивость и частотно-амплитудных характеристик с учетом сопротивления внешней среды.

Исследованы механические свойства пленок полиэтилена низкой плотности в зависимости от длительности их УФ облучения и температуры. Результаты механических испытаний сопоставлены с результатами исследования облученных пленок методом ИК спектроскопии. Установлено, что изменение механических свойств в ходе их УФ облучения обусловлено протеканием фотоокислительных реакций деструкции.

Рассматривается проблема исследования предельного напряженно-деформированного состояния (НДС) упругой полосы при комбинированном нагружении. Полоса выполнена из неоднородного материала, форма поперечного сечения близка к прямоугольной. В качестве необходимого условия наступления предельного состояния принимается критерий непрерывной зависимости функции, характеризующей НДС полосы, от исходных данных. На основе математической модели НДС с использованием теоремы о неявных функциях получено выражение для определения границы искомой области. Приведены примеры с иллюстрациями.

Освоение полярных районов Мирового океана, необходимость решения различных задач, связанных с наличием большого числа замерзающих внутренних водоемов, ставят перед наукой новые проблемы. К их числу относится проблема изучения поведения ледяного покрова под воздействием на него различного вида нагрузок. Большой интерес представляет рассмотрение задач о действии на ледяной покров подвижной нагрузки. Подвижная нагрузка моделирует действие на лед движущихся транспортных средств. Однако в работах, посвященных вышеуказанным задачам, рассматриваются случаи движения нагрузки по прямолинейной траектории. Целью данной работы является разработка метода исследования поведения ледяного покрова под действием нагрузки, перемещающейся произвольным образом.

В статье предложен метод решения задачи о действии на ледяной покров водоема конечной глубины движущейся по произвольной траектории силы. Задача сводится к решению системы двух дифференциальных уравнений. Первое из них моделирует поведение ледяного покрова и является уравнением колебаний вязкоупругой пластины. Второе - моделирует поведение жидкости, находящейся в состоянии потенциального течения, и является уравнением Лапласа. Для решения системы дифференциальных уравнений применялись интегральные преобразования по временной и пространствен-ным переменным. Полученное в результате решение выражалось через повторный интеграл, для вычисления которого применялись численные методы. Результаты исследования. В результате реализации предложенного метода получено решение задачи о движении сосредоточенной силы по ледяному покрову по произвольному закону. При этом произведены исследования характера поведения перемещений и напряжений в ледяном покрове в зависимости от скорости и ускорения движения вертикальной нагрузки, глубины водоема и вязкоупругих свойств льда. Кроме того, рассчитано распределение вектора скорости частиц жидкости по глубине водоема. Обсуждение и заключение. Предложенный метод является весьма эффективным для решения задач о подвижных нагрузках, действующих на ледяной

Обсуждается обусловленность глобальных матриц жесткости регулярных сеток конечных элементов. Предложена оценка сверху наибольшего собственного числа такой матрицы. Оценка строится по локальной матрице жесткости произвольного конечного элемента, следовательно, зависит только от размера и формы такого элемента и не зависит от количества конечных элементов, составляющих регулярную сетку. При построении оценки используются теорема Гершгорина и тот факт, что локальные матрицы жесткости конечных элементов регулярных сеток отличаются друг от друга только перестановкой блоков. На численном примере показано, что построенная оценка обладает высокой точностью и при большом количестве элементов, входящих в сетку, ее можно считать практически совпадающей с наибольшим собственным числом. Показано поведение оценки при изменении качества формы конечных элементов.

Приведена упрощённая методика расчёта глубины проникновения в грунт при морской сейсморазведке, разработанная в интересах обоснования технических характеристик элементов подводного робототехнического комплекса, предназначенного для проведения сейсморазведки подо льдом и включающего: комплект автономных необитаемых
подводных аппаратов (АНПА), оснащенных геофонами либо короткими сейсмокосами (стримерами) с датчиками-гидрофонами, а также средствами высокоточного позиционирования; подводную док-станцию, обеспечивающую доставку АНПА в район проведения работ, управление ими, а также буксировку низкочастотных гидроакустических излучателей; береговую инфраструктуру для обслуживания АНПА и док-станции.

Разработанная методика учитывает
давление, создаваемое гидроакустическим излучателем, а также потери энергии зондирующего сигнала вследствие
расширения фронта волны, прохождения сигнала в грунт и обратно, пространственного затухания при распростране-
нии сигнала в воде и в грунте, отражения от линзы, содержащей нефть либо газ. Приведены примеры расчёта глубины
проникновения в грунт для условий мелкого и глубокого морей в зависимости от давления, создаваемого излучателем,
буксируемым на глубине 100 м, при использовании приёмной антенны из гидрофонов, сформированной на глубине
100 м, а также приёмной антенны из геофонов, лежащей на дне. Качественно оценена адекватность разработанной
методики путём сравнения результатов расчёта с имеющимися экспериментальными данными.

Статья посвящена теоретическому исследованию прямолинейного нестационарного движения тонкого тела в жидкости вблизи свободной поверхности и ледяного покрова.

Рассматривается идеальная несжимаемая жидкость, движение жидкости потенциальное.

Ледяной покров моделируется плавающей вязкоупругой пластиной. Вязкоупругие свойства льда описываются моделью Кельвина-Фойгхта.

Тонкое тело заданной формы в потоке жидкости моделируется обтеканием системы источников-стоков.

Рассматриваются различные режимы движения тела: ускорение, торможение, движение с заданной скоростью.

Анализируется влияние ледяного покрова, ускорения и торможения тела на его волновое сопротивление.

Получено, что нестационарные режимы движения (ускорение и торможение) существенно
влияют на волновое сопротивление тонкого тела.

Движение с малым начальным ускорением позволяет уменьшить амплитуду первого по времени горба волнового сопротивления.

При торможении тела до полной остановки кривая волнового сопротивления носит колебательный характер.

Уменьшение коэффициента торможения приводит к уменьшению амплитуды осцилляций кривой волнового сопротивления.

Наличие ледяного покрова сглаживает горб волнового сопротивления при ускорении и уменьшает количество осцилляций и их амплитуду при торможении.