|
СИБИРСКИЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ 2019. Том 14, № 4 EN |
|
Физика высоких энергий, ускорителей и высокотемпературной плазмы
|
|
Глинский В. В., Тимофеев И. В., Анненков В. В., Аржанников А. В. Численное моделирование электромагнитной эмиссии при инжекции электронного пучка в плазму с сильными поперечными градиентами плотности // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 4. С. 5–16. УДК 533.951.2, 533.9.01 DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-4-5-16 Недавние эксперименты по инжекции килоамперного электронного пучка в замагниченную плазму на установке ГОЛ-ПЭТ показали, что мощность субтерагерцового излучения, выходящего вдоль магнитного поля,
возрастает более чем на порядок, если в плазме предварительно созданы сильные поперечные градиенты
плотности. В данной работе влияние поперечных неоднородностей плотности плазмы на эффективность генерации электромагнитного излучения вблизи гармоник плазменной частоты изучается с помощью численного
моделирования на основе метода частиц в ячейках. Расчеты, проведенные для реальной относительной плотности пучка и реальных пространственных масштабов неоднородности, показали, что пучковая неустойчивость развивается только в ямах плотности, а малый поперечный размер ее локализации, сравнимый с длиной
волны, способствует более эффективной конверсии неустойчивых колебаний в электромагнитные. Несмотря
на то, что излучение на плазменной частоте оказывается запертым поперек ведущего магнитного поля, оно
может покидать область генерации при уменьшении плотности плазменного столба в продольном направлении. Ключевые слова
|
|
Труфанов Д. Ю., Зобов К. В., Бардаханов С. П., Завьялов А. П., Чакин И. К. Применение метода испарения вещества высокоэнергетическим пучком электронов для получения нанопорошка вольфрама // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 4. С. 17–27. УДК 536.42 DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-4-17-27 Метод получения нанопорошка испарением высокоэнергетическим пучком электронов имеет большой потенциал применения для тугоплавких веществ, так как пучок электронов дает возможность получить высокую плотность мощности в пятно взаимодействия не больше 3–4 см2 и, как следствие, высокие градиенты температуры. Ускоритель и пучок электронов имеет высокий КПД передачи энергии от электросети в испарение (до 70 %). Электронный пучок не вносит загрязнения и не избирателен к материалу. Специфика работы с ускорителем электронов связана с радиационным излучением, вызванным торможением электронов и большими температурами. Эти явления значительно осложняют наблюдение за процессами, происходящими в зоне испарения. Поэтому в настоящее время метод требует развития и адаптации к конкретным материалам. В данной работе исследовался процесс получения наноразмерного порошка вольфрама указанным методом. Экспериментально апробированы методы, позволяющие получать данные о процессах синтеза нанопорошков по калориметрии зоны испарения и измерениям уровня радиации вблизи нее. Отработана технология и определены параметры полученных нанопорошков вольфрама. Показаны пути увеличения производительности данного метода применительно к вольфраму. Ключевые слова |
|
Физика жидкости, нейтральных и ионизованных газов
|
|
Грек Г. Р., Катасонов М. М., Козлов В. В., Корнилов В. И., А. В. Крюков, Садовский И. А. Управление ламинарно-турбулентным переходом на крыловом профиле путем распределенного отсоса через мелкоперфорированную поверхность // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 4. С. 28–54. DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-4-28-54 Представлены результаты экспериментальных исследований влияния распределенного отсоса через перфорированный вкладыш на пространственное развитие возмущений пограничного слоя прямого крыла. Обнаружено, что распределенный отсос снижает в 10 раз интенсивность естественных возмущений пограничного слоя и в 20 раз интенсивность искусственных возмущений, генерируемых внешним акустическим полем. Спектральный анализ возмущений показал, что отсос снижает интенсивность высокочастотных пульсаций как для естественных, так и для вынужденных возмущений. Найдено, что распределенный отсос воздействует на среднее течение – при включенном отсосе устраняется отрыв пограничного слоя вблизи задней кромки крыла. Ключевые слова
|
|
Суслов Д. А., Литвинов И. В., Шторк С. И., Гореликов Е. Ю. Влияние переходных режимов на нестационарные вихревые явления в модели отсасывающей трубы гидротурбины // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 4. С. 55–68. УДК 532.5 DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-4-55-68 Изучается закрученный поток с формированием прецессирующего вихревого ядра (ПВЯ) в конусе модели отсасывающей трубы гидротурбины. Эксперименты проводились на аэродинамическом стенде как в стационарных, так и в переходных режимах работы гидротурбины. Условия работы гидротурбины варьировались с помощью непрерывного изменения расхода при неизменной частоте вращения ротора. Выявлено формирование в потоке ПВЯ и максимального уровня пульсаций давления в режиме, моделирующем режим частичной нагрузки гидротурбины. Определены границы возникновения эффекта ПВЯ при варьировании частоты вращения ротора и расхода воздуха. Обнаружено, что зависимость времени жизни ПВЯ в переходном режиме коррелирует с временем перехода. Показано, что профили скорости в переходных режимах меняются квазистатически между режимом работы с частичной загрузкой турбины и режимом наивысшего КПД турбины. Ключевые слова
|
|
Шайкин А. П., Галиев И. Р. Влияние интенсивности турбулентности на ширину зоны химических реакций и скорость распространения метановодородного пламени // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 4. С. 55–68. УДК 621.43.019 DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-4-28-69-73 Показана перспективность использования метановодородного топлива в энергетических установках. Исследовано влияние интенсивности турбулентности на скорость распространения и ширину зоны химических реакций метановодородного пламени в камере сгорания переменного объема. В статье показано, что влияние интенсивности турбулентности на скорость распространения и ширину пламени зависит от коэффициента избытка топлива. При сжигании стехиометрических топливовоздушных смесей увеличение турбулентности приводит к более заметному росту скорости пламени, чем при сжигании бедных и богатых смесей. В свою очередь, экспериментально выявлено, что увеличение интенсивности турбулентности приводит к заметному изменению ширины пламени только при сжигании бедных и богатых топливовоздушных смесей. Обработка результатов зарубежных и отечественных ученых показала справедливость полученных нами закономерностей для камер сгораний разных конструкций, использующих разное углеводородное топливо. Результаты работы могут быть использованы при проектировании и доводке энергоэффективных и малоэмиссионных камер сгораний. Ключевые слова
|
|
Прохоров Е. С. К расчету равновесных состояний продуктов сгорания углеводородов при недостатке кислорода // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 4. С. 74–81. УДК 536.71:544.34 DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-4-74-81 Предложен унифицированный подход к расчету равновесных состояний продуктов сгорания углеводородов при недостатке кислорода, когда среди компонентов химической реакции возможно появление одновременно газообразной и конденсированной фаз углерода. Одним из принципов, заложенных в его основу, есть положение о том, что частицы конденсированного вещества являются «большими молекулами», состоящими из большого числа обычных молекул. Для иллюстрации возможностей сформулированного подхода численно решена задача о взрыве реагирующей газовой смеси в объеме. Расчеты проведены для ацетиленокислородных и ацетиленовоздушных смесей. Ключевые слова |
|
Физика твердого тела, полупроводников, наноструктур
|
|
Рубцова Н. Н., Борисов Г. М., Ледовских Д. В. Исследование двухфотонного поглощения фемтосекундного ИК излучения методом «накачка – зондирование» в отражении от пластинки GaAs (001) // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 4. С. 82–90. УДК 535: 621.373.826: 539 DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-4-82-90 Исследовано отражение от подложки арсенида галлия ориентации (001) инфракрасного пробного фемтосекундного излучения в присутствии более мощных импульсов накачки того же излучения с пиковой мощностью до 1 ГВт/см2. Лазер Yb3+:KY(WO4)2 с центральной длиной волны 1 035 нм, с частотой повторения 70 МГц, длительностью импульсов 130 фс и средней мощностью не более 0,9 Вт работал в области прозрачности GaAs. Экспериментальная зависимость регистрируемого сигнала от интенсивности излучения накачки на качественном уровне совпадает с модельной зависимостью для двухфотонного поглощения. Результаты важны для правильной интерпретации кинетики отражения от слоя квантовых ям. Ключевые слова
|
|
Чернышев В. А., Архипов А. В. Кристаллическая структура редкоземельных примесных центров R3+ в CaF2: ab initio расчет // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 4. С. 91–102. УДК 538.911; 538.913 DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-4-91-102 В рамках теории функционала плотности с использованием гибридного функционала, учитывающего вклад нелокального обмена в формализме Хартри – Фока, исследована кристаллическая структура редкоземельных примесных центров R3+(R = La – Lu) во флюорите. Определено расстояние «редкоземельный ион – лиганд», радиальные и угловые координаты ионов нескольких координационных сфер вблизи примесного иона. Ключевые слова |
|
Физика химическая, биологическая, медицинская Синхротронное излучение: генерация и применение
|
|
Андышева Е. В., Чанкина О. В., Храмова Е. П., Крестов П. В., Ракшун Я. В., Сороколетов Д. С. Сравнительный анализ элементного состава представителей рода Dasiphora из Приморского края и Республики Бурятия // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 4. С. 103–117. УДК 543.427.41:581.192 DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-4-103-117 Представлены результаты определения элементного состава в надземных органах растений четырех видов рода Dasiphora – D. fruticosa, D. parvifolia, D. gorovoii, D. mandshurica из Приморского края и Республики Бурятия. Проведен сравнительный анализ с ранее изученными представителями этого рода – D. davurica и D. davurica var. flava. Методом рентгенофлуоресцентного анализа с использованием синхротронного излучения в надземных органах и почвах из точек отбора установлено содержание 21 элемента. Впервые установлен состав и содержание элементов нового вида D. gorovoii из локального местообитания. Наибольшее накопление макроэлементов (K и Ca) отмечено в надземных органах D. davurica и D. davurica var. flava, микроэлементов – в надземных органах D. gorovoii, D. mandshurica, D. fruticosa. Показано, что каждому виду свойственны определенные концентрации элементов. Ключевые слова |
|
Информация для авторов |
|
|
|
|