ФИЗИКА

Приведены формулировки стационарных и нестационарных задач теплопроводности. Рассмотрены основные особенности построения численного решения этих задач в рамках конечно-элементной технологии.

Рассмотрены необходимые для решения задач механики сплошной среды приемы работы с программным комплексом ANSYS. Даны указания к выполнению четырех лабораторных работ по различным направлениям механики сплошной среды.

В пособии рассматриваются основные процессы лазерной, ионной, плазменной, электроэрозионной, ультразвуковой обработки, происходящие в твердом теле при электронном воздействии. Приведены технологические процессы улучшения характеристик изделий при различных технологических обработках. Изложена феноменологическая модель изменения физических и механических свойств материалов под действием концентрированных потоков энергии.

В статье представлены примеры разделов и задач курса физики, в которых принципиально важную роль играют математические методы описания изучаемого явления или процесса.

В статье Н.Е. Жуковского «Заметка о плоском рассеве» (1896), исследована задача о движении частицы материала (материальной точки) по горизонтальной плоской опоре (ситу) с круговыми поступательными колебаниями в своей плоскости. В настоящей работе, являющейся естественным обобщением этой задачи, рассмотрено движение по такой же плоскости тела конечных размеров, когда фрикционный контакт осуществляется по некоторой площадке, а центр масс тела возвышается над этой площадкой. На примере тела, имеющего форму прямого кругового цилиндра, показано, что в установившемся движении реальное тело не только совершает круговое движение (как в задаче Жуковского), но еще и вращается вокруг вертикальной оси с некоторой угловой скоростью. Получены формулы для определения скоростей обоих компонент движения.

Теоретически исследовано влияние внешних электрического и магнитного полей на среднюю энергию связи резонансного D{-}-состояния и ширину резонансного уровня в параболической квантовой яме. Предполагалось, что распадность примесного резонансного состояния обусловлена процессом диссипативного туннелирования. Показано, что наименьшее время жизни имеют резонансные D{-}-состояния, соответствующие D{-}-центрам, расположенным вблизи границ квантовой ямы. Найдено, что электрическое поле стимулирует распад резонансного примесного состояния за счет электронной поляризации и штарковского сдвига энергии. Показано, что магнитное поле оказывает стабилизирующее действие на резонансные D{-}-состояния в квантовой яме за счет эффекта магнитного вымораживания и блокировки туннельного распада.

Выполнены расчеты средней энергии связи и ширины уровня резонансного D{ (-) }-состояния в квантовой молекуле при наличии внешнего электрического поля. Расчеты проводились в модели потенциала нулевого радиуса с учетом туннельного распада резонансного состояния. Показано, что внешнее электрическое поле стимулирует распад резонансных D{ (-) }-состояний в условиях диссипативного туннелирования.

Исследован электронный транспорт в одномерном двухтерминальном кольце Авронова-Бома при наличии нескольких короткодействующих рассеивателей на кольце. Получено выражение для кондактанса системы в зависимости от энергии электрона, потока магнитного поля через кольцо и положения рассеивателей. Для моделирования рассеивателей и точек контактов используется теория потенциалов нулевого радиуса. Показано, что зависимость коэффициента прохождения от энергии электрона содержит асимметричные резонансы Фано. Изучено поведение резонансов в зависимости от положения примесей и от величины магнитного поля. Показано, что при определенных параметрах системы может наблюдаться коллапс резонансов Фано.

Получено аналитическое выражение для распределения кластеров по размерам. Формула учитывает поверхностное натяжение кластера, температуру роста и другие технологические параметры. Вычислены температурные зависимости коэффициента поверхностного натяжения и радиуса кластера. Результаты работы позволяют вычислить распределение кластеров по размерам по заданным технологическим параметрам процесса роста.

В приближении Шубина-Вонсовского сделан анализ свойств сверхпроводящего состояния в интерфейсе CuO-Cu в зависимости от напыления атомов Cu на xz-, yz-, xy-грани монокристалла CuO. Показано, что наибольшее значение критической температуры T[c] приблизительно 300 K можно получить с помощью напыления атомов Cu на yz-грань. При напылении атомов Cu на другие грани возможно СП-состояние с небольшими значениями T[c] приблизительно 10 K.

Разработан новый метод определения параметров глубоких центров, названный авторами рекомбинационной спектроскопией. Этот метод проверен на рентгеночувствительных приемниках излучения. Показано, что результаты, получаемые путем математической обработки ВАХ p-n -переходов, согласуются с данными емкостных измерений. Определены параметры ряда центров рекомбинации в кремнии, в том числе имеющих энергии термической активации 0, 45 и 0, 53 эВ. Данные центры обладают сильной температурной зависимостью коэффициентов захвата и, по-видимому, связаны с кислородно-вакансионными комплексами в кремнии.

В статье анализируется традиционный для курса общей физики подход к изучению нормальной дисперсии света с помощью гониометра и треугольной призмы. Предложенные направления модернизации традиционной методики реализованы в виде компьютерной лабораторной работы. Даны рекомендации по использованию данной методики в лабораторном практикуме курса общей физики.

В монографии рассмотрены причины возникновения механодеструкции элстомеров, смеси эластомеров, и их наполненных композиций, предложен оригинальный реологический подход к оценке возможности процесса механодеструкции.

Учебное пособие содержит сведения по дисциплине «Сопротивление материалов», необходимые для выполнения самостоятельной ра- боты студентами. Рассмотрены вопросы построения эпюр внутренних силовых факторов, изложены теоретические основы расчетов балки при плоском изгибе, вала при изгибе с кручением, статически неопре- делимых систем, стержневых систем на изгиб и устойчивость. Пред- ставлены задания к расчетным работам. Приведены решения задач.

Цель статьи - исследование оптоэлектронных переключателей с расширенными функциональными возможностями.

Рассматривается задача изгиба тонкой вязкоупругой прямоугольной пластинки.

Правильно раскрученное вареное яйцо умеет прыгать.

Рассказывается о создании уникальных бериллиевых труб для одного из детекторов Большого адронного коллайдера.

Рассказывается о способах борьбы с радиоактивным загрязнением и лучевым воздействием в случае военного применения ядерной энергии.

Рассказывается о том, почему при конденсации водяного пара в облаках получается именно снежинка с веточками-дендритами вычурной формы, а не округлый кусочек льда.

Представлен анализ основных климатических характеристик рефракции радиоволн в приводном слое атмосферы над акваторией Северной Атлантики. Изложены основы рефрактометрии применительно к исследованию рефракции радиоволн в приводном слое океана. Предложен метод оценки вертикального градиента индекса рефракции над морской поверхностью по значениям метеопараметров, измеренным в соответствующих точках океана. Рассмотрены климатические характеристики океанографических и метеорологических параметров Северной Атлантики.

Материал учебника отобран с учетом требований Государственного стандарта по русскому языку для иностранных граждан, соответствующих первому сертификационному уровню (профессиональный модуль). Учебник делится на две части. Первая часть - вводно-предметный курс - включает в себя материал, соотносящийся по содержанию с материалом четырех предметов НСР-черчения, математики, химии и физики, как предваряющий начало занятий по предметам, так и закрепляющий первичные знания. Во второй (основной) части учебника логико-семантические категории вводятся с помощью грамматического комментария, отрабатываются в серии грамматических упражнений и в учебно-научных текстах. Основная часть содержит 11 уроков. Начиная с 4-го, каждый урок учебника завершается двумя лекциями. Учебник состоит из Книги для студента и Книги для преподавателя. Последняя содержит аудитивный материал и материал по письму к урокам. В учебник включен словарь с переводом лексики, встречающейся в данном учебнике, на английский, французский, испанский, арабский,китайский, вьетнамский языки, а также фарси. Учебник разработан коллективом преподавателей подготовительного факультета для иностранных граждан Московского автомобильно-дорожного института (технического университета).

Цель учебника — обучить студентов-иностранцев языку инженерной специальности, помочь им овладеть необходимым минимумом семантико-синтаксических конструкций, выработать у студентов умения и навыки чтения научных текстов, умения понять и записать учебную лекцию. Учебник делится на две части. Первая часть — вводно-предметный курс — включает в себя материал, соотносящийся по содержанию с материалом 4-х предметов НСР — черчения, математики, химии и физики, как предваряющий начало занятий по предметам, так и закрепляющий первичные знания. Во второй (основной) части учебника логико-семантические категории вводятся с помощью грамматического комментария, отрабатываются в серии грамматических упражнений и в учебно-научных текстах. Основная часть содержит 11 уроков. Начиная с 4-го, каждый урок учебника завершается двумя лекциями. Учебник состоит из «Книги для студента» и «Книги для преподавателя». Последняя содержит аудитивный материал и материал по письму к урокам. В «Книгу для студента» включен словарь с переводом лексики, встречающейся в данном учебнике, на английский, французский, испанский, арабский, китайский, вьетнамский языки, а также фарси.

Методические указания предназначены для практического закрепления вопросов, рассматриваемых на лекциях по дисциплине «Теория колебаний». По основным разделам дисциплины приведены теоретические сведения, необходимые для решения задач, рассмотрены примеры решения типовых задач, приведены задачи для самостоятельного решения.

Рассмотрены основные этапы проектирования синтезаторов частоты на основе импульсных ФАПЧ с применением программы ADISimPLL. Основу синтезатора составляет однокольцевая астатическая импульсная ФАПЧ с частотно-фазовым детектором с тремя устойчивыми состояниями и зарядовой накачкой на выходе. Программа позволяет выполнить синтез петлевого фильтра, обеспечивающего требуемые динамические и статистические характеристики синтезатора при выбранных цифровом модуле, опорном и перестраиваемом по частоте генераторах. Предназначены для студентов, обучающихся по специальностям210302 Радиотехника, 010801 Радиофизика и электроника, 010800.62 Радиофизика (дисциплины «Устройства генерирования и формирования радиосигналов», «Теория частотного синтеза», блоки ДС, ФТД), очной формы обучения.

Работоспособность и долговечность конструкций из композитных материалов, находящихся в условиях интенсивных тепловых воздействий, зависит, в частности, от эффективных коэффициентов теплового расширения, которые позволяют оценивать изменения геометрических размеров тела при изменении температуры. Данная работа посвящена определению макроскопических коэффициентов линейного температурного расширения структурно-неоднородных композитов в случае пространственного напряженного состояния при упругом деформировании. Предложенный подход основан на математической модели многофазной среды, принципе эффективной однородности, структурном анализе и корректно сформулированных условиях сопряжения (для деформаций, напряжений и температуры) на границе раздела фаз. Это позволило учитывать достаточно произвольный характер анизотропии элементов композиции (в частности, в случае орторомбической симметрии) и строить иерархию моделей для различных структур композита: взаимного расположения в пространстве любого количества фаз и их объемного содержания. Дан численный анализ влияния упругих характеристик, коэффициентов линейного теплового расширения элементов композиции и структуры композита на эффективные коэффициенты теплового расширения многофазой среды. Проведено сравнение с известными в литературе результатами и получено удовлетворительное совпадение. Предложенный подход и полученные результаты показывают, что за счет выбора структуры композита, механических свойств и коэффициентов линейного теплового расширения элементов субструктуры можно прогнозировать и тем самым целенаправленно проектировать многофазные среды с требуемыми по условиям эксплуатации коэффициентами теплового расширения.

Целью учебного пособия является знакомство студентов со способами моделирования рабочего процесса объемной гидромашины с использованием подвижной сетки, освоение принципов численного расчета гидродинамики объемных гидромашин. Учебное пособие целесообразно использовать при изучении дисциплины «Объемные гидромашины и гидропередачи» в 6, 7 семестрах. Оно может быть использовано не только при изучении теоретического материала и выполнении курсовых проектов по проектированию объемной гидромашины, но и при выполнении дипломных проектов, магистерских диссертаций.

Приведены практические указания по расчётам аэродинамических характеристик летательных аппаратов для дипломного и курсового проектирования. Рассмотрены типовые схемы ракетоносителей, для которых изложена методика расчёта коэффициента лобового сопротивления, производной коэффициента подъёмной силы по углу атаки и относительной координаты фокуса в диапазонах высот полёта от 0 до 60 км и чисел Маха от 0 до 5. Пособие подготовлено на кафедре конструкции и проектирования летательных аппаратов Самарского государственного аэрокосмического университета (национального исследовательского университета).

Приведены основы теории и практические указания по расчётам аэродинамических характеристик дозвуковых самолётов на крейсерском и взлётно-посадочном режимах. Пособие подготовлено на кафедре конструкции и проектирования летательных аппаратов Самарского государственного аэрокосмического университета (национального исследовательского университета).

Кратко изложено содержание основных тем курса «Сопротивление материалов», акцентируя внимание на наиболее сложных для понимания вопросах. Приведены расчётные схемы и исходные данные к расчётно-проектировочным работам по сопротивлению материалов, охватывающим основные разделы курса. Изложены методика выполнения работ, основные требования к оформлению, даны контрольные вопросы, рассмотрены примеры выполнения работ.

В данном электронном учебном пособии изложены основы работы в программе Fluent, задание граничных условий и физических моделей потока рабочего тела, способов решения уравнений газовой динамики и визуализации полученных результатов.

Учебное пособие подготовлено на кафедре электроники физического факультета Воронежского государственного факультета.

Приведены основные положения метода конечных элементов применительно к расчету стержневых несущих конструкций. Изложены процедуры статического анализа напряженно-деформированного состояния, определения собственных частот и форм колебаний и исследования переходных динамических процессов для объектов такого типа. Рассматриваемые теоретические положения иллюстрируются на примере решения конкретных задач. Отражены вопросы расчета стержневых систем с использованием свободно распространяемой версии программного комплекса MSC/NASTRAN for Windows.

В указаниях изложены методики расчета ременных и цепных передач. Методика выполнения расчетов снабжена необходимыми справочными материалами и иллюстрациями.

Рассматриваются вопросы, связанные с дифракцией электромагнитных волн. Приводятся общие соотношения, характеризующие взаимодействие электромагнитного излучения с дискретными объектами. Кратко представлены методы анализа дифракционных задач, возникающих в различных областях науки и техники для диапазона СВЧ. Рассмотрены статистические характеристики рассеивающих свойств объектов. Табл. 3. Рис. 14. Библиогр.: 9 назв.

Расчет потоков в диффузоре камеры сгорания ГТД с использованием CAE-систем. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Расчет оптических систем со светодиодами. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Расчет дифракционных решеток в рамках строгой электромагнитной теории. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Разностный метод решения уравнений Максвелла. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

На примере программ MathCAD, SCAD реализуется идея использования уже на младших курсах на факультетах сельскохозяйственного машиностроения современных машиностроительных комплексов, применяемых в инженерной практике для расчетов и проектирования строительных и машиностроительных конструкций.

В учебном пособии излагаются основные положения теории упругости, пластин средней толщины, расчет статически неопределимых стержневых систем,основы динамики конструкций, методы расчета на прочность и устойчивость, основы механики почв. В данном пособии приводится минимальная информация как о стандартных методах расчета на прочность и жесткость элементов с.-х. машин, так и о МКЭ.

Методические указания составлены в соответствии с учебным планом для студентов изучающих дисциплины "Сопротивление материалов", "Прикладная механика", "Техническая механика".

На примере программ MathCAD, SCAD и MSC.Patran-Nastran-2005 реализуется идея использования уже на младших курсах на факультетах сельскохозяйственного машиностроения современных проектно-вычислительных комплексов, применяемых в инженерной практике для расчетов и проектирования строительных и машиностроительных конструкций. Приведена инструкция по использованию программ MathCAD, SCAD, MSC.Patran-Nastran-2005 при решение задач прочности пространственного бруса при сложном сопротивлении.

На примере программ SCAD и MathCAD реализуется идея использования уже на младших курсах на факультетах сельскохозяйственного машиностроения современных проектно-вычислительных комплексов, применяемых в инженерной практике для расчетов и проектирования строительных и машиностроительных конструкций. Приведена инструкция по использованию программSCAD и MathCAD при решении статически неопределимых задач строительной механики стержневых систем.

В работе даются основы рентгенографического анализа преимущественной ориентировки кристаллитов в поликристаллических материалах. Приводятся необходимые теоретические сведения, определен порядок выполнения работы, представлен список контрольных вопросов, список рекомендуемой литературы.