26 июня

Рыжков И.И., доктор физико-математических наук, 01.02.05

Структуры и устойчивость конвективных течений в чистых жидкостях и многокомпонентных смесях с эффектом термодиффузии.

Цель диссертационной работы заключается в качественном исследовании математических моделей многокомпонентных смесей с учетом термодиффузии методами группового анализа; разработке общих подходов к описанию смесей и исследованию их устойчивости; построению теории устойчивости многокомпонентных смесей в экспериментальных установках для измерения коэффициентов переноса; анализе влияния термодиффузии на тепломассообмен в условиях вынужденной конвекции; экспериментальном и теоретическом исследовании термовибрационной конвекции в условиях низкой гравитации. Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые:

• Разработан общий подход к описанию многокомпонентных смесей с эффектом Соре и исследованию их конвективной устойчивости. Предложена система безразмерных параметров (отношений разделения), которые характеризуют термодиффузионные свойства компонентов смеси. Найдено новое преобразование, которое позволяет упростить уравнения движения и граничные условия путем исключения коэффициентов перекрестной диффузии. Особое внимание уделено установлению общих закономерностей поведения смесей с произвольным числом компонент.
• Исследованы групповые свойства уравнений конвекции бинарной и многокомпонентной смесей с эффектом Соре. Выполнена классификация инвариантных решений для двумерных и трехмерных уравнений движения бинарной смеси. Изучены групповые свойства осредненных уравнений вибрационной конвекции бинарной смеси.
• Построена линейная теория устойчивости равновесия в плоском слое многокомпонентной смеси с эффектом Соре. Установлен принцип монотонности возмущений для слоя со свободными / твердыми проницаемыми границами. Получены явные формулы для критических параметров неустойчивости относительно длинноволновых возмущений в смеси с произвольным числом компонент. Рассчитаны карты устойчивости тройных смесей в широкой области параметров.
• Построена теория разделения многокомпонентных смесей в замкнутой термодиффузионной колонне. Исследован вопрос о существовании и единственности стационарного решения, описывающего течение и разделение смеси. Предложено условие (критерий), при выполнении которого можно пренебречь вертикальной диффузией в колонне. Изучена устойчивость стационарного течения бинарных и тройных смесей в колонне для продольных и поперечных возмущений. Для поперечных волн в смеси с произвольным числом компонент доказан аналог принципа монотонности возмущений.
• Проведено обобщение задачи Греца о теплообмене в круглой цилиндрической трубе с течением Пуазейля на случай многокомпонентной смеси с учетом эффектов Соре и Дюфора. Исследовано влияние диффузии и термофореза наночастиц на вынужденную конвекцию наножидкости вода — оксид алюминия в трубе с заданным потоком тепла на стенке.
• Найдена новая мода термокапиллярной неустойчивости в жидком мосте, которая является наиболее опасной в области больших чисел Прандтля. Показано, что новые результаты лучше согласуются с экспериментом на качественном и количественном уровне.
• Получено прямое экспериментальное подтверждение закономерностей, связанных с термовибрационной конвекцией в условиях низкой гравитации. Изучено влияние интенсивности вибрации на структуру осредненных течений и теплообмен в кубической ячейке с разностью температур между стенками

Автореферат Рыжкова И.И.
Видеозапись защиты докторской диссертации Рыжкова И.И.

26 декабря

Третьякова Т.В., кандидат физико-математических наук, 01.02.04

Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформи-рования металлов.

Целью работы является экспериментальное изучение закономерностей механического поведения конструкционных материалов в условиях проявления пространственно-временной неоднородности пластического деформирования на основе применения бесконтактной трёхмерной цифровой оптической системы анализа полей деформаций. Научная новизна исследования заключается в следующем:

• Получены новые опытные данные об эволюции неоднородных полей деформаций и локальных скоростей деформирования углеродистой стали (сталь 20) и алюминиево-магниевого сплава (АМг2м) в испытаниях на одноосное растяжение в зависимости от условий и режимов нагружения: при силовом и кинематическом воздействиях, испытаниях с разгрузками и повторными нагружениями, при изменении скорости деформирования на стадии формирования площадки текучести.
• Впервые отмечен квазипериодический характер развития неоднородности полей деформаций в процессе прерывистого пластического деформирования, заключающийся в чередовании стадий возникновения локальных зон активного пластического течения материала (инициирование и распространение деформационных полос) и стадий макроскопического выравнивания уровня деформации по образцу.
• Впервые предложена и реализована методика исследования влияния свойств нагружающей системы на эффекты пространственно-временной неоднородности пластического течения на основе использования образцов с дополнительными участками деформирования, а также со специальной усложненной геометрией.
• Предложены новые модельные представления о стадийности процессов неупругого деформирования металлов и схематизация механизмов макроскопической локализации пластических деформаций в условиях проявления деформации Чернова-Людерса и эффекта Портевена-Ле Шателье.

Автореферат Третьяковой Т.В.
Видеозапись защита кандидатской диссертации Третьяковой Т.В.

26 декабря

Третьяков М.П., кандидат физико-математических наук, 01.02.04

Экспериментальное исследование закритической стадии деформирования материалов при растяжении и кручении

Цель работы — развитие методов экспериментального изучения закритической стадии деформирования с учетом жесткости нагружающей системы, получение новых данных о закономерностях механического поведения конструкционных материалов на закритической стадии деформирования при различных видах напряженно-деформированного состояния. Научная новизна исследования заключается в следующем:

• Сформулированы условия устойчивости закритического деформирования для частных случаев кручения и растяжения с кручением тонкостенного трубчатого образца и получены новые экспериментальные данные, подтверждающие зависимость предельных состояний, соответствующих моменту разрушения, от жесткости нагружающей системы.
• Получены новые данные об устойчивом закритическом деформировании конструкционных сталей (20, 40Х) при достаточной жесткости нагружающей системы в условиях активного нагружения, разгрузок и повторного нагружения.
• Получены новые данные (диаграммы деформирования) об условиях перехода на стадию разупрочнения и закономерностях закритического деформирования конструкционных сталей (20, 40Х, 15Х2ГМФ, 16Х12Н2МВФБ) при сложных напряженных состояниях, реализуемых в опытах на совместное (пропорциональное) растяжение и кручение.
• Впервые получены экспериментальные данные о стабилизирующем влиянии дополнительных вибрационных воздействий (циклическое скручивание) на закритическое деформирование образцов при одноосном растяжении.

Автореферат Третьякова М.П.
Видеозапись защита кандидатской диссертации Третьякова М.П..

26 декабря

Шестаков А.В., кандидат физико-математических наук, 01.02.05

Каскадные модели спиральной турбулентности.

Целью работы является построение каскадной модели развитой трехмерной турбулентности, адекватно описывающей спектральный перенос обоих интегралов движения (энергии и спиральности), и изучение с её помощью особенностей развитой турбулентности при нарушении отражательной симметрии, причиной которого могут выступать, например, вращение или внешние силы специального вида. Научная новизна работы:

• Рассмотрены способы описания спиральности в каскадных моделях различного типа. Показано, что каскадные модели, в которых спиральность однозначно связана с энергий пульсаций данного масштаба, не дают устойчивого спектрального потока при высоком уровне спиральности. Построена новая каскадная модель турбулентности, в которой спиральность определяется как мера корреляции действительной и мнимой части каскадной переменной, и показано, что эта модель работает при любом уровне спиральности.
• С помощью построенной модели исследованы инерционные интервалы переноса энергии и спиральности большой протяженности, недоступные ни в реальных экспериментах, ни в прямом численном моделировании.
• Исследовано влияние вращения на каскадные процессы. Показано, что вращение приводит к подавлению каскадного процесса переноса энергии на больших масштабах, не оказывая существенного влияния на динамику переноса спиральности.
• Исследованы особенности каскадных процессов в турбулентности с независимым подводом энергии и спиральности. Показано, что распределенный (в пространстве масштабов) впрыск спиральности существенно меняет характер процесса каскадного переноса энергии, влияя на спектральное распределение как спиральности, так и энергии.

Автореферат Шестакова А.В.
Видеозапись защита кандидатской диссертации Шестакова А.В.