Научный архив: статьи

В настоящее время большинство предприятий (заводов) ведут свою деятельность в зданиях, построенных во времена Советского Союза. В связи с этим появилась необходимость оценки состояния цехов и их дальнейшей реконструкции. Целью проведенного исследования являлась оценка состояния несущих конструкций здания химического завода, включая подземные фундаменты. После проведения шурфования некоторых подземных железобетонных конструкций несущей части исследуемого здания было определено несоответствие реальных геометрических параметров конструкций с их проектными характеристиками (согласно проектным документам). Для изучения состояния несущей конструкции в виде скрытых фундаментов без остановки производства были при влечены геофизические методы в комплексе с бурением малогабаритной установкой и дальнейшим отбором кер на образцов фундамента. Высокая плотность наземного технологического оборудования, наличие электрических кабель-каналов, водосточных коллекторов и других подземных коммуникаций являлись основными проблемами при проведении работ. В рамках опытно-методических работ использовались следующие геофизические методы: градиентометрия, частотное электромагнитное зондирование, электротомография, сейсмоакустика и георадиолокационное зондирование. Бурение алмазной коронкой диаметром 96 мм со съемным керноприемником обеспечивает практически стопроцентный выход керна с минимальной деформацией опорной конструкции. В результате проведенной работы были определены геометрические параметры подземных опор по данным георадиолокации и электротомографии, отобраны образцы фундамента и определены их физико-механические свойства, что в дальнейшем позволило определить марку бетона.

В работе рассмотрен метод решения интегральных уравнений задач о возбуждении гармонических колебаний в пакете слоев со свободной верхней гранью и жестко соединенной с недеформируемым основанием нижней, вызванных вибрацией берегов трещины конечных размеров. Для решения интегрального уравнения после преобразования его интегрального оператора использован метод фиктивного поглощения. Представлены результаты модельных расчетов для интегрального уравнения осесимметричной задачи о вибрации интерфейсной трещины отрыва в двухслойном упругом пакете. Развитые методы решения интегральных уравнений статических задач и задач для сред с поглощением, а также сильно вязких сред с неизменными во времени свойствами могут служить для построения вспомогательных решений, используемых в методе фиктивного поглощения. При этом точность получаемых в результате применения метода фиктивного поглощения приближенных решений определяется точностью решений статических задач.

В работе расматривается задача моделирования процессов возбуждения и распространения бегущих упругих волн в многослойном анизотропном волноводе пленочным пьезопреобразователем, расположенным на поверхности волновода или интегрированным между его слоями. Для ее решения в случае плоской деформации развивается гибридный численно-аналитический подход, основанный на сопряжении конечно-элементного решения в ограниченной области, содержащей пьзоактуатор, с представлениями волновых полей в однородных частях многослойного волновода в виде суперпозиции нормальных мод. Приводятся результаты численной верефикации разработанной компьютерной модели и примеры ее использования для параметрического анализа волновой динамики слоистого композитного материала с перекресной схемой укладки трансверсально-изотропных слоев, демонстрирующие влияние глубины размещения пьезопреобразователя на распределение энергии между отдельными нормальными модами.

В линейной постановке исследуются неустановившиеся трехмерные колебания ледяного покрова, которые вызваны источником давлений переменной интенсивности. Ледяной покров моделируется тонкой упругой изотропной пластинкой, плавающей на поверхности идеальной несжимаемой жидкости конечной глубины. Полученное методом интегральных преобразований Фурье и Лапласа выражение для возвышения поверхности пластина – жидкость исследуется методом стационарной фазы для многомерных интегралов. Изучается влияние скорости движения источника и частоты его колебаний на передние фронты образующихся изгибно-гравитационных волн.

Работа посвящена вопросам термоупругости термоупругого цилиндра эллиптического сечения. В ней рассматривается задача о распределении температурного поля тела эллиптического сечения с внутренним источником теплоты при внешнем теплообмене и поступающим тепловым потоком с другой стороны. Для её решения в работе рассматривается решение уравнения Лапласа в эллиптической системе координат. Основным методом является метод Фурье. Полученное выражение температурного поля цилиндра позволило определить возникающие внутренние термонапряжения. Полученный результат может быть использован в инженерных расчётах теплообменных аппаратов и солнечных коллекторов.

Экспериментально обнаружен двухстадийный переход в монослое активных коллоидных частиц в плазме. Анализ парных и ориентационных корреляционных функций показывает переход в монослое частиц от кристаллического состояния к гексатическому, а затем к жидкостному (изотропной жидкости), что полностью согласуется с теорией перехода Березинского-Костерлица-Таулесса. Таким образом, в наших экспериментах активная двумерная структура вдали от термодинамического равновесия демонстрирует поведение, схожее с поведением термодинамически равновесных систем.

В работе представлены создание и экспериментальные испытания мелкомасштабного макета тороидальной катушки сферического токамака и системы для регистрации трёхкомпонентных магнитных полей. Основной целью исследования является разработка инструментальной базы для изучения влияния геометрических особенностей непрерывного тороидального соленоида на процессы удержания высокотемпературной плазмы. Макет тороидальной катушки для токамака MEPhIST-1 масштаба 1:3 был изготовлен с возможностью модульной сборки и установки измерительной аппаратуры в различных полоидальных сечениях. Для измерения магнитного поля разработана печатная плата, содержащая массив цифровых датчиков Холла, встроенные микроконтроллеры для синхронизации опроса и автономный сбор данных в реальном времени. Архитектура системы ориентирована на регистрацию малых рассеянных вертикальных и радиальных полей на фоне большого тороидального поля. Созданный комплекс был испытан при постоянном токе через катушку. Первичные измерения подтвердили корректную регистрацию компонент магнитного поля. Несмотря на влияние шумов при малых токах, при повышении тока система зафиксировала устойчивые распределения, сопоставимые с расчётными оценками.

В работе теоретически и экспериментально исследовались высококачественные монокристаллические образцы стехиометрического сверхпроводника состава NaSn2As2. Транспортные свойства измерялись в диапазоне температур от 300 до 0.01 К с приложенным магнитным полем до 0.5 Т. Анализ температурных зависимостей плотности критического тока (Jc(T )) и критического магнитного поля (Hc2(T )) позволил получить оценку параметра Гинзбурга-Ландау κ ≈ 35, однозначно классифицируя NaSn2As2 как сверхпроводник II рода. Проведенный ab initio расчет сверхпроводящих свойств NaSn2As2 с использованием теории функционала плотности (DFT) подтвердил электрон-фононную природусверхпроводимости.

Методом Монте-Карло исследовано влияние формы потенциальной ямы дефектов на пиннинг вихрей Абрикосова и транспортные свойства высокотемпературного сверхпроводника. Показано, что изменение эффективной ширины дефекта существенно влияет на критический ток и показатель n-value вольт-амперной характеристики. С ростом ширины дефекта от сотых долей до десятков длин когерентности критический ток ступенчато увеличивается до насыщения, а n-value меняется немонотонно из-за роста подвижности вихрей на уширенных дефектах. Анализ вихревых конфигураций выявил оптимальный диапазон ширины ямы (от одной до десяти длин когерентности), обеспечивающий максимальные транспортные характеристики материала.

Получены спектры доплеровского уширения аннигиляционной линии чистого и интеркалированного калием (K) и хлоридом железа (FeCl3) высокоориентированного пиролитического графита. Показано, что в интеркалированных образцах ширина аннигиляционного пика больше, чем в случае чистого графита. В классическом случае наличие свободных объемов больших размеров в исследуемом образце приводит к уменьшению ширины аннигиляционной линии, однако в случае с интеркалированным графитом наблюдается обратное поведение - увеличение ширины линии. Обсуждаются возможные причины, приводящие к подобного рода поведению.

Мы измерили спектры комбинационного рассеяния (КР) монокристалла алмаза в процессе эпитаксиального роста в СВЧ-плазмохимическом реакторе в смеси водород-метан при различных температурах подложки. Из величины смещения пика 1-го порядка КР в спектре определяли температуру кристалла. Показано, что in situ КР позволяет измерять температуру подложки с более высокой точностью по сравнению с пирометрическим методом, что важно для контроля процесса синтеза CVD алмаза.

Проведено исследование сверхпроводящего параметра порядка методом спектроскопии многократных андреевских отражений и анализа поведения плотности критического тока в собственном поле поликристаллического образца состава DyFeAsO0.88F0.12 (Tc = 42K) в температурном диапазоне от 1.54 K до Tc. В рамках модели Бардина-Купера-Шриффера были получены зависимости плотности критических токов в двухзонном случае. Показано, что в случае двухщелевой сверхпроводимости экспериментальные данные хорошо описываются теорией, а полученные из аппроксимации значения сверхпроводящих щелей согласуются со значениями, определенными из исследования спектров андреевских отражений.