ivdon3@bk.ru
В настоящей статье приводятся результаты исследования фильтрационного течения в пористом материале, основанном на трижды периодической минимальной поверхности (ТПМП) Неовиуса. Для определения профиля скорости течения жидкости в канале, содержащем ТПМП-вставку, была использована модель Бринкмана. На основе вычислительных экспериментов в ANSYS Fluent определена зависимость проницаемости среды от ее пористости. Результаты исследования могут быть использованы при описании процессов фильтрации в нефтегазовой промышленности, гидрогеологии и других сферах, связанных с фильтрационными течениями в горных породах и других средах.
Ключевые слова: проницаемость, фильтрация, пористая среда, минимальная поверхность, ТПМП, ANSYS, модель Бринкмана, численное моделирование, краевая задача, профиль скорости
1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В настоящей работе исследованы тепловые свойства пористых материалов с топологией трижды периодических минимальных поверхностей (ТПМП) Шварца. На основе обобщения результатов вычислительных экспериментов получены зависимости теплофизических свойств ТПМП-материалов от макроструктурных параметров: размера и толщины элементарной ячейки. Исследованы свойства наиболее распространенных термопластичных полимеров PETG, ABS, PLA, PHP, применяемых в аддитивном производстве. Показано, что коэффициенты теплопроводности рассмотренных ТПМП-материалов могут быть представлены в виде линейной функции от безразмерного геометрического параметра – относительной толщины стенки элементарной ячейки. Изменяя этот параметр, а, следовательно, и геометрическую структуру пористой среды, можно получить материал с заданными теплофизическими свойствами. Верификация полученных методом конечных элементов результатов выполнена на основе анализа сеточной сходимости решений.
Ключевые слова: эффективная теплопроводность, перенос тепла, пористый материал, пористость, термопластичный полимер, упорядоченная макроструктура, минимальная поверхность Шварца, трижды периодическая поверхность
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.6.11 - Технология и переработка синтетических и природных полимеров и композитов
представленная работа посвящена исследованию температурного состояния тепловыделяющего элемента (ТВЭЛ) – твёрдого тела цилиндрической формы с внутренним источником тепла постоянной мощности. Используя интегральный метод теплового баланса с введением дополнительной искомой функции, получено приближенное аналитическое решение соответствующей краевой задачи теплопроводности. Условия внешнего теплообмена на границе исследуемой области задавались согласно закону Ньютона – Рихмана (граничное условие третьего рода). При получении решения применялись тригонометрические координатные функции. Их использование позволило сократить число слагаемых в искомом решении за счет априорного выполнения граничного условия в центре ТВЭЛ. Показано, что при использовании всего трех слагаемых в аналитическом решении (первое приближение) достигается точность, достаточная для инженерных приложений. Оценка погрешности разработанного метода производилась путем сравнения полученных результатов с численным решением на основе метода конечных разностей. В статье приводятся графики распределения температуры при различных значениях мощности объемных источников тепла ТВЭЛ. Разработанный метод может быть использован для определения времени выхода системы на стационарный режим, оценки максимальной температуры ТВЭЛ при различных значениях безразмерных чисел Био и Померанцева, определения температурных напряжений.
Ключевые слова: внутренние источники теплоты, граничные условия третьего рода, дополнительная искомая функция, интеграл теплового баланса, тепловыделяющий элемент, приближенное аналитическое решение, численное решение, задача теплопроводности, число Био, число Померанцев
На основе использования дополнительных граничных условий (характеристик) и интегрального метода теплового баланса получено численно – аналитическое решение задачи теплопроводности для бесконечно протяженной пластины при симметричных граничных условиях третьего рода с постоянными во времени внутренними источниками теплоты. Рассматривая тепловой поток на поверхности пластины, как новую искомую функцию, получено простое по форме аналитическое решение указанной задачи. Использование предлагаемого подхода возможно для решения дифференциальных уравнений в частных производных, не допускающих разделение переменных.
Ключевые слова: аналитическое решение, внутренние источники теплоты, нестационарная теплопроводность, краевая задача, граничные условия третьего рода, дополнительная функция, интеграл теплового баланса
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
На основе теории двухфазного запаздывания разработана математическая модель теплопроводности для стержня произвольного сечения в условиях конвективного теплообмена с окружающей средой. При выводе дифференциального уравнения, описывающего процесс переноса теплоты в локально – неравновесных условиях, использовалась формула закона Фурье, учитывающая однократную релаксацию как теплового потока, так и градиента температуры. Анализ результатов численных расчетов распределения температуры по длине стержня позволил определить зависимость оптимальной длины стержня от интенсивности теплообмена с его боковой поверхности.
Ключевые слова: интенсификация теплообмена, граничные условия третьего рода, пространственно – временная нелокальность, теория двухфазного запаздывания, метод конечных разностей
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Статья еще раз выделяет проблему роста травматизма в нашей стране. В статье представлен разработанный цифровой комбинезон для работ на высоте, исключающий возможность нарушения правил ТБ, контролирующий целостность ремней. Делается вывод, что безопасность человека, его жизнь нельзя отдавать на откуп только ему самому в быстроразвивающемся техногенном обществе, человеку должны активно помогать цифровые технологии
Ключевые слова: неудовлетворительные условия труда, простейшие защитные средства от падения человека, оптоволокно, вероятности возникновения опасности, цифровые технологии
05.02.08 - Технология машиностроения , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье отражены результаты испытаний образцов на основе эквиатомного сплава с эффектом памяти формы. Получена система безразмерных комплексов, которые достаточно полно описывают упругопластические деформации. Установлено, что оценка влияния масштабного фактора при моделировании противоударного устройства на основе сплава с эффектом памяти формы обусловливает техническую возможность экстраполяции результатов экспериментальных исследований на иные объекты для формирования исходных данных математической модели при соблюдении условия подобия особенностей внешней нагрузки.
Ключевые слова: противоударное устройство, упругопластическая деформация, эффект памяти формы, защита суставов, масштабный коэффициент
05.02.08 - Технология машиностроения , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе описан аппартно-программный комплекс параметрического оценивания сигналов, с его помощью экспериментально удалось достигнуть точности измерения разности фаз между двумя квазигармоническими сигналами на уровне 10 мкрад.
Ключевые слова: параметрический анализ, техническая диагностика, разность фаз
Показано, что фосфатное сырье представлено двумя типами руд. Рассмотрены особенности апатитовых и фосфоритовых месторождений. Отмечено, отходы производства фосфорных удобрений получаются двух разновидностей: дигидрат и полугидрат сульфата кальция. Приведены результаты изучения физико-механических свойств фосфогипса свежего и в теле отвала. Рассмотрены, специфические структурно-механические, прочностные и деформационные свойства фосфогипса.
Ключевые слова: апатитовые месторождения, фосфоритовые месторождения, экстракционный метод, дигидрат фосфогипса, полугидрат фосфогипса, отвалы, физико-механические свойства
В работе рассматривается математическое и программное обеспечение системы автоматизации проектирования регламента технического обслуживания устройств радиосвязи, используемых в различных технологических процессах. Математическое обеспечение САПР представлено алгоритмами анализа процесса эксплуатации и технического обслуживания (ТО) устройств радиосвязи, а также включает в себя методы теории оптимизации для определения основного регламентируемого параметра, периодичности ТО. Программное обеспечение системы автоматизации имеет модульную структуру и содержит пакет прикладных программ и графический интерфейс пользователя. Пакет прикладных программ реализует проектные процедуры анализа и синтеза. САПР позволяет в автоматизированном режиме моделировать процесс эксплуатации и ТО устройства и оценивать рекомендуемое значение рациональной периодичности его технического обслуживания.
Ключевые слова: алгоритм, автоматизация проектирования, периодичность технического обслуживания, устройство радиосвязи, оптимизация.
Ключевые слова:
05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (по отраслям)
В статье представлены обоснования использования метода импульсного лазерного воздействия во время операции сварки деталей, комплектующих системы доставки коронарного стента. Автором рассмотрены параметры импульсного лазерного излучения, влияющие на качество сварного соединения. С учётом действия данных параметров выполнено моделирование процесса импульсной лазерной сварки.
Ключевые слова: система доставки стента, коронарный стент, импульсная лазерная сварка, лазерная сварка полимеров.
Ключевые слова:
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения