Физика

Современные пакеты прикладных программ, основанные на МКЭ (NASTRAN, ANSYS, COSMOS/M), реализуют технологию этого метода для расчета на прочность, устойчивость и колебания любых конструкций, решения задач аэро-, гидро- и электродинамики. Квалифицированное применение подобных пакетов требует знания и понимания основ метода конечных элементов. В учебнике излагается принцип возможных перемещений как эффективное обоснование современного численного метода – метода конечных элементов (МКЭ) применительно к задачам расчета напряженно-деформированного состояния конструкций. Описаны этапы расчета с помощью МКЭ и приводится исследование наиболее распространенных конечных элементов. Изложено также решение задач теплопереноса с помощью МКЭ.

Учебник написан на основе курса лекций, который автор читает в течение многих лет магистрантам физико-технического факультета НГТУ. Книга состоит из трех частей, посвященных теории прохождения частиц через вещество, приборам для регистрации частиц и методам обработки экспериментов. Значительная доля материала по приборам основана на новых работах, опубликованных в журналах и еще не вошедших в монографии.

Изложены физические и математические основы квантовой механики и их приме- нение в физике твердого тела, в полупроводниковых структурах. Приводятся примеры, иллюстрирующие теоретические положения, и задачи для самостоятельной работы. Из- дание предназначено для студентов инженерно-технических специальностей, присту- пающих к изучению микро- и наноэлектроники.

Рассматриваются вопросы, связанные с новыми тенденциями развития кремниевой наноэлектроники, увеличением чувствительности нанопроволочных химических и биологических сенсоров, созданием ПЗС-фотоматриц высокой плотности и чувствительности и их применение в цифровой фото- и видеоаппаратуре. Приведены основные сведения об особенностях энергетического спектра и транспорта носителей заряда в одномерных системах (квантовых проводниках) и углеродных нанотрубках. Кратко изложены термины, принципы, достижения и перспективы в таких быстро развивающихся областях, как магнитоэлектроника (спинтроника) и фотонные кристаллы.

Изложены основы моделирования условий полета летательных аппаратов в аэрофизическом эксперименте и подробно рассматривается техника экспериментирования при дозвуковых, трансзвуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростях. Обсуждаются основные принципы, схемные и конструктивные особенности современных аэродинамических труб и газодинамических установок. Детально описаны самые современные средства и методы измерений параметров потока и визуализации течений. В таком объеме эти проблемы рассмотрены лишь в монографиях, которые вышли из печати в 60-х годах прошлого столетия. С одной стороны, они уже стали библиографической редкостью, а с другой, за прошедшие почти 40 лет появились существенно отличающиеся, новые экспериментальные установки. Техника и методы аэрофизического эксперимента обогатились новыми принципами и методологией исследований. Значительно ускорился процесс совершенствования измерительных средств и оборудования для аэродинамических лабораторий. В практику экспериментальной аэродинамики все больше внедряются новые достижения физики и электроники.

Разработаны методики определения термодинамической эффек-тивности идеальных и реальных циклов СКВ в виде холодильных ко-эффициентов и коэффициентов теплоиспользования, определены об-ласти существования и оптимальные условия реализации циклов. Предложена система усовершенствованной авиационной воздушно-холодильной машины, проведен ее комплексный термодинамический анализ, выявлены преимущества предложенной схемы перед СКВ, установленной на самолете Ту-204.

Монография посвящена решению актуальных проблем создания аппара¬турно-технологических и аппаратурно-физических комплексов применительно к задачам электронного приборостроения, оптимизации аппаратурного обеспе¬чения плазменных технологических процессов в современном вакуумном при-боростроении. Возбуждение химически активных сред рассматривается с учетом энерго- и массообмена (неравновесная плазма). Предложены методы использования высокочастотных полей с особыми частотно-спектральными свойствами для создания однородных и пространственно развитых плазменных объемов. Большое внимание уделено созданию современных высокоэффективных генераторов низкотемпературной плазмы - плазмотронов: Е-типа и Н-типа, гибридных генераторов, а также многоканальных пространственно распреде-ленных генераторов, позволяющих реализовать различные технологические операции. Особое внимание уделяется природоохранным аспектам использования техногенных устройств, какими являются высокочастотные и сверхвысо-кочастотные плазмотроны.

В учебник включены разделы лазерной физики, знание которых необходимо при использовании лазеров во многих областях науки и техники. Рассмотрено распространение волн в различных средах, обоснованы кинетические уравнения, которые лежат в основе теории лазеров, дано решение этих уравнений.

Монография посвящена развитию методов симметрийного (группового) анализа дифференциальных уравнений и их применению к исследованию уравнений механики сплошной среды. С помощью метода A-операторов найдены новые законы сохранения для уравнений газовой динамики. Приведен новый алгоритм групповой классификации системы дифференциальных уравнений; его эффективность и преимущества показаны на примерах уравнений газовой динамики и уравнений нелинейных продольных колебаний вязкоупругого стержня в модели Кельвина. Выполнена групповая классификация систем линейных дифференциальных уравнений первого порядка с двумя неизвестными функциями двух переменных. Решена проблема х-автономности и линейной автономности основной алгебры Ли системы линейных дифференциальных уравнений первого порядка; результаты для х-автономности переносятся на квазилинейную систему. Получены структурные теоремы о контактных и точечных преобразованиях, о законах сохранения для квазилинейных дифференциальных уравнений второго порядка. Исследованы обладающие максимальной симметрией обобщенное уравнение Дарбу и уравнение Овсянникова, описывающие установившиеся колебания в непрерывно-неоднородных средах. Проведен симметрийный анализ уравнений Ламе классической динамической и статической теории упругости, уравнения, описывающего нелинейные продольные колебания вязкоупругого стержня в модели Кельвина, уравнений движения несжимаемой вязкой теплопроводной жидкости с согласованными аномальными зависимостями коэффициента вязкости и коэффициента удельной теплоемкости от температуры. Найдены все эволюционные симметрические t-гиперболические по Фридрихсу системы, равносильные системам двумерных и трехмерных волновых уравнений. Получены новые подмодели газовой динамики: инвариантные, частично инвариантные, дифференциально-инвариантные; исследован их физический смысл.

В книге изложены вопросы теории электромагнитных волн под углом зрения применения основных ее положений в технике СВЧ и антеннах. Рассмотрены вопросы излучения, распространения, преломления, отражения и возбуждения таких волн в свободном пространстве и в направляющих системах.

Книга посвящена основам математического (аналитического, численного и вероятностного) и технологиям компьютерного моделирования реальных процессов, явлений и объектов. Рассмотрены более 50 физических объектов, их математические модели, задания к выполнению и компьютерные программы для отработки умений и навыков решения задач методами численного, вероятностного (методом Монте-Карло) моделирования реальных объектов.

В монографии системно излагаются разнообразные методы поверхностной модификации полимерных материалов, в том числе эластомеров. Рассмотрены морфология и химический состав формируемых нано- и микроразмерных поверхностных слоев в полимерах. Основное внимание уделено анализу и экспериментальным результатам по поверхностному фторированию и сульфированию полимеров, как методам, позволяющим достигнуть максимальной гидрофобности и гидрофильности поверхности, соответственно.

Представлены основные сведения о среде программирования Matlab. Рассмотрены вопросы вычислений в командном режиме, построения графиков. Охарактеризованы скрипты в Matlab и управляющие конструкции. Изложены краткие теоретические сведения об элементах векторного анализа, уравнениях Максвелла, плоских волнах, граничных задачах, а также методе конечных разностей. Приведены задачи и примеры решения модельных электродинамических задач, позволяющие использовать и изучить возможности среды MATLAB . Для студентов высших учебных заведений, получающих образование по направлениям (специальностям) «Физика», «Радиотехника», «Радиоэлектронные системы и комплексы». Может использоваться в качестве практического пособия при повышении квалификации инженеров и сотрудников научно-исследовательских институтов.

В учебном пособии представлены теоретические материалы, читаемые на инженерном факультетах сельскохозяйственных вузов. Они помогут студентам составить цельное представление о возможностях методов, используемых теоретической механикой при решении инженерных задач.

В данном учебном пособии представлены пятнадцать лабораторных работ. По каждой работе приводятся: цель, приборы и оборудование, краткие сведения по теории, порядок выполнения работ и обработка опытных данных. Представлен справочный материал.

В пособии приведены основные положения физики жидких кристаллов. Рассмотрены история вопроса, классификация и основные свойства жидких кристаллов, приведены основные положения основных феноменологических и молекулярно-статистических моделей, применяемых для объяснения основных физических свойств жидких кристаллов.

В работе представлен материал, раскрывающий физические основы нанотехнологий: рассмотрена классификации наноматериалов, физические свойства наиболее изученных наноматериалов, физические основы электронной микроскопии и принципы работы зондовых атомно-силовых микроскопов.

Дается конспективное изложение семестрового лекционного курса, который рассчитан на студентов старших курсов, прослушавших университетские курсы математического анализа, уравнений в частных производных, теоретической механики и имеющих представление о методах векторного анализа и вариационного исчисления. Данный курс представляет собой систематическое изложение теоретических основ динамики жидких сред, опирающееся на активное использование лагранжево-гамильтонового формализма. Такой подход позволяет проследить преемственность гидродинамики и классической механики и на практике использовать мощные методы последней. Одна из важных задач курса состоит в обучении студентов современным математическим методам и понятиям, активно используемым в гидродинамике, к числу которых относятся, например, понятия производной Ли, симметрии уравнений, казимира и т.д. Курс начинается с введения понятий пассивного скаляра и инварианта движения жидкой среды, т.е. с кинематики жидкости. Вопросы кинематики практически не рассматриваются в классических курсах гидродинамики, тогда как они закладывают необходимую основу для последовательного построения лагранжевой теории. Далее на примерах идеальной и магнитной гидродинамик обсуждается в целом нетривиальная задача построения лагранжиана жидкой среды, разъясняется понятие инварианта в гидродинамике. Особое внимание уделяется обсуждению теоремы Нетер для жидких сред и ее интерпретации. На примере маркировочных симметрий в магнитной гидродинамике демонстрируется, как использование теоремы Нетер приводит к отысканию нетривиальных законов сохранения. Несколько лекций посвящено проблеме поиска симметрий гидродинамических уравнений, обучению технике Ли и систематическому методу нахождения законов сохранения путем отыскания вариационных симметрий, свойственных, в том числе, многожидкостным гидродинамическим уравнениям. Необходимо подчеркнуть, что в данном курсе совершенно не затрагивается целый ряд вопросов, обычно рассматриваемых в курсах по гидродинамике, например, обтекание тел, звук, ударные волны, турбулентность и пр. Курс ориентирован не на последующее решение прикладных задач гидромеханики, а на обучение будущих физиков-теоретиков необходимым основам теории поля, выходящим за рамки традиционных университетских курсов гидродинамики и электромагнетизма. Учебное пособие подготовлено на кафедре экспериментальной физики факультета физико-математических и естественных наук.

Изложены методы расчета интенсивных динамических нагрузок в различных видах техники (авиационной, ракетной и др.), в гражданском промышленном строительстве, сейсмологии, при проведении горных разработок. По сравнению с первым изданием (М.: Наука, 1961) книга дополнена данными новых фундаментальных исследований в области повторных соударений и соударений затупленных тел, продольно-поперечно-крутильных волн в канатах и трубах, узковязкопластических волн в стержнях, балках, пластинах, плоских нелинейных волн с учетом анизотропии, асимптотических методов в динамике гибких связей.

Рассматриваются различные аспекты проблемы динамического деформирования и разрушения твердых тел. Излагаются основы динамического нагружения и прочности, закономерности распространения волн в средах с различной реологией, некоторые задачи динамики трещин, модели повреждаемых сред. Приведены необходимые экспериментальные результаты, являющиеся физической основой математических моделей сред и используемых на практике критериев динамического разрушения материалов. Особое внимание уделяется математической постановке задач, строгому изложению их решения, физической интерпретации результатов и их применению к практическим проблемам. Основное содержание излагается с учетом опыта чтения специальных курсов в Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова и других вузах СССР и России.

Представлена научная биография крупного отечественного физика Леонида Исааковича Мандельштама. Выпускник Страсбургского университета, он начал свою научно-преподавательскую карьеру в Германии и работал затем в основных научно-исследовательских учреждениях Советского Союза - Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова и Физическом институте Академии наук. С именем Л.И.Мандельштама связаны становление отечественной радиотехники, развитие оптики в СССР, а также восприятие и развитие теории относительности и квантовой механики. В книге рассматриваются некоторые организационные формы научной жизни в области германской физики начала XX века и влияние немецкой научной культуры на российскую. Жизненный путь Л.И.Мандельштама оказался связанным с рядом крупнейших деятелей отечественной науки и техники - С.И.Вавиловым, И.Е.Таммом, В.И.Вернадским и др., его аспирантами были знаменитые физики и организаторы отечественной науки. В контексте идей Мандельштама освещены философские вопросы - об истине и заблуждении в истории науки, о научной школе и авторитете, о влиянии технической мысли на научное творчество.

Изложены основные положения физической и физиологической акустики, дана классификация источников шума, приведены правила и методики акустических измерений в помещениях и в открытом пространстве, выведены новые формулы для расчета эффективности шумозащитных средств. Описаны основные методы (звукоизоляция, звукопоглощение, виброизоляция, вибропоглощение) и средства (звукоизолирующие кабины и капоты, акустические экраны, глушители шума и др.) защиты от шума и вибрации и оценена эффективность их применения. Приведены практические решения для снижения шума и вибрации автомобилей, тракторов и строительно-дорожных машин. Подробно описаны способы борьбы с шумом на производстве и в городах и средства защиты от авиационного и железнодорожного шума.

Публикуются основополагающие научные труды выдающегося французского ученого, одного из создателей квантовой механики Луи де Бройля. Часть работ ученого выходит на русском языке впервые. В этот том вошли биография Луи де Бройля "Принц в науке", написанная его другом и единомышленником Ж.Лошаком, статьи 1921-1927 годов, книга "Магнитный электрон (теория Дирака)", диссертация Луи де Бройля и его Нобелевская лекция, по сей день представляющие большой интерес.

Рассматриваются методы и средства оптических измерений, теория точности оптических измерений, способы определения порогов чувствительности и характеристик точности методов и аппаратуры. Представлены современные подходы к анализу функциональных схем оптических контрольно-измерительных устройств, определены требования к их оптическим и метрологическим характеристикам, созданию схем и методик оптических измерений согласно возникающим задачам. Учебное пособие написано в соответствии с программой учебной дисциплины "Оптические измерения".

Динамика систем твердых тел. Гриф. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Акустические методы и средства измерения пульсаций давления. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Асимптотические методы расчета дифракционных оптических элементов. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Аэродинамические характеристики профиля и крыла. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Управление поперечно-модовым составом когерентного излучения. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Нелинейная динамика. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Создание трехмерных геометрических виртуальных моделей камер сгорания. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

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)

Интегральные методы решения задач дифракции. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Вихревые лазерные пучки. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Основы физики твердого тела. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Анализ и формирование многомодовых лазерных пучков с помощью ДОЭ. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Введение в нанотехнологию (общие сведения, понятия и определения). 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)

Математическое моделирование в нелинейной динамике. Гриф. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Газовые лазеры с высокочастотной накачкой. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Моделирование объектов в металлургии и обработке металлов давлением. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

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

Энтропийные модели микро- и наноструктур. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Оборудование и методы контроля микрорельефа дифракционных оптических элементов. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Практикум по механике деформирования металлов и композитов. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Элементы аналитической механики, примеры и приложения. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Динамика системы соосных тел. Гриф. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Механика сплошных сред в примерах и задачах. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Рассмотрены предмет, структура, методы физической науки, связь физики с другими науками и техникой, нерешенные проблемы физики.