ФИЗИКА

Статья посвящена задаче рационального распределения пористости по сечению бруса при чистом изгибе. Решение такой задачи позволит обеспечить необходимую несущую способность при снижении материалоемкости конструкции. Целью исследования является подобрать рациональный закон распределения пористости по прямоугольному сечению бруса при технических ограничениях производства.

Третья часть пособия «Физическая лаборатория школьника» представляет собой сборник экспериментальных задач, которые могут быть решены студентами и школьниками в рамках дополнительного образования. В пособии приведены задания, охватывающие такие разделы как «Механика», «Электричество и магнетизм», «Молекулярная физика и термодинамика», «Колебания и волны», «Оптика». Также даны общие рекомендации по представлению результатов экспериментов.

Изложены основы теории колебаний и волн различной физической природы в механических, электронных, биологических, химических системах и планетарного вида. Анализируются линейные, нелинейные, параметрические, случайные и хаотические колебания в разнообразных объектах. Исследуется прохождение электромагнитных волн в структурах распределенного типа и их распространение в свободном пространстве. Анализируются поверхностные, внутренние, уединенные, акустические и ударные волны в сплошных средах – жидкостях и газах. Рассматриваются волны природного характера, связанные с землетрясениями, цунами и циклонами. Приведено 76 программ на основе универсального математического пакета программ «MathCAD» по большинству разделов дисциплины, позволяющие с помощью компьютера анализировать и рассчитывать колебательные и волновые процессы в различных системах и средах, в том числе с использованием вейвлет-анализа.

Рассмотрена градиентная деформационная модель зональной дезинтеграции породного массива вокруг выработок глубокого залегания. Определены ее основные уравнения и граничные условия. С помощью численных методов (квазиньютоновский метод и метод стрельбы) решена краевая задача в осесимметричной постановке. Изучено влияние параметров модели на распределение напряжений в упругой и пластической зонах. Обосновываются факторы возникновения зональной дезинтеграции.

Используется математическая модель структурно-неоднородной горной породы, описывающая ее свойство запасать и высвобождать упругую потенциальную энергию. Разработан конечно-элементный алгоритм и программный комплекс по решению плоских краевых задач геомеханики. Проведены расчеты деформирования самонапряженных образцов горных пород. Показано, что диаграмма деформирования образцов зависит не только от упругопластических свойств среды, но и от собственных самоуравновешенных напряжений. В зависимости от знака эти напряжения могут как увеличивать, так и снижать предельную нагрузку, при которой происходит разрушение образцов

Рассмотрено влияние температурного поля на деформирование трехслойного упругого стержня со сжимаемым заполнителем при локальных нагрузках. Для описания кинематики несимметричного по толщине пакета приняты гипотезы ломаной нормали: в тонких несущих слоях справедливы гипотезы Бернулли; в сжимаемом по толщине заполнителе выполняется гипотеза Тимошенко. Учитывается работа заполнителя в тангенциальном направлении. Уравнения равновесия выведены вариационным методом. Получены аналитические решения в случае локальной равномерно распределенной нагрузки, сосредоточенной силы и моменте. Проведен их численный анализ

В учебном пособии даны материалы, классифицирующие и описывающие основные виды энергоносителей, применяемых в энергетике, промышленности и быту. Пособие состоит из восьми основных разделов и тестового материала. Подробным образом рассмотрены газообразные, жидкие и твердые топлива. Помимо основных видов энергоносителей приведена классификация традиционных и нетрадиционных видов энергии. Учебное пособие составлено на основании требований ФГОС ВО и предназначено для студентов очного и заочного отделений, обучающихся по направлению подготовки 13.03.03 «Энергетическое машиностроение». Пособие может быть полезным для всех, кто интересуется данными вопросами, в том числе для студентов энергетических специальностей.

We used a Monte Carlo simulation of the structurally disordered three dimensional Ising model. For the systems with spin concentrations p = 0.95, 0.8, 0.6 and 0.5 we calculated the correlation-length critical exponent ν by finite-size scaling. Extrapolations to the thermodynamic limit yield ν(0.95) = 0.705(5), ν(0.8) = 0.711(6), ν(0.6) = 0.736(6) and ν(0.5) = 0.744(6). The analysis of the results demonstrates the nonuniversality of the critical behavior in the disordered Ising model.

Исследованы детерминированные и стохастические модели термонапряженного состояния массивного твердого тела при условии теплоизоляции его границы, движущейся с постоянной скоростью. Приведены постановки задач для плотности вероятности и дисперсии, соответствующие детерминированным задачам переноса теплоты и поведения термоупругих напряжений. Дано стохастическое толкование эффекта проявления градиента при теплоизолированной движущейся границе и ненулевой начальной температуре, кинетическая энергия движения границы переходит в тепловую энергию

В рамках модели идеально пластического изотропного тела на основе решения задач Ламе для однослойной и двухслойной труб, а также критерия текучести Губера — Мизеса предложена модель для прогнозирования прочности цементного кольца, примыкающего к стволу добывающей скважины, без учета внутренних и температурных напряжений

С использованием гипотез теории Рейсснера сформулирована задача равнонапряженного армирования (РА) поперечно изгибаемых упругих пластин волокнами с постоянным поперечным сечением. Выполнен анализ соответствующей системы разрешающих уравнений и граничных условий. Рассмотрены модельные задачи РА подвергаемых цилиндрическому изгибу прямоугольных удлиненных пластин при различных типах нагружения одной из продольных кромок и жестком закреплении другой. Показана возможность существования двух решений задачи РА, одно из которых является регулярным, а другое — сингулярным. Выявлены краевые эффекты, возникающие при наличии приложенного к кромке крутящего момента, который оказывает существенное влияние не только на напряженно-деформированное состояние связующего материала, но и на структуру армирования

Приведено описание экспериментальной установки, состоящей из падающего ударника и трубы с жидкостью, в которой генерируется ударная волна. Представлены результаты экспериментов по деформированию защемленных прямоугольных пластин под действием ударной волны. Получена зависимость смещения центральной точки пластины от кинетической энергии ударника. С использованием результатов анализа размерностей и метода сингулярного разложения на основе экспериментальных данных построены аналитические зависимости смещения центральной точки пластины от параметров ударного воздействия

Предложена модификация теории Качанова — Работнова повреждаемости материала в условиях ползучести. Представлены одномерная и многомерная модели с учетом неустановившейся ползучести. Скалярный параметр поврежденности вычислялся до момента разрушения как функция времени и напряжения. При построении модели использованы экспериментальные результаты для случая одноосного деформирования образца. Вычислены времена до разрушения для образцов с различными надрезами. Показано, что использование параметра поврежденности позволяет определить область, в которой происходит повреждение. Проведено сравнение экспериментальных и теоретических результатов. Показано, что учет первой стадии ползучести оказывает существенное влияние на распределение областей, в которых происходит повреждение материала

Рассматривается динамическая связанная задача о гармонических колебаниях электромагнитоупругой слоисто-неоднородной среды под действием осциллирующей механической или электрической нагрузки при задании на поверхности и внутренних границах этой среды различных условий электрического и магнитного полей. Построена функция Грина среды. Получены дисперсионные кривые и фазовые скорости для различных граничных условий и материалов

Синтезированы твердые растворы сульфида цинка с марганцем и кобальтом. На основе анализа профилей рентгеновской дифракции сделано заключение о формировании квантовых точек (КТ) гексагональной структуры типа вюрцита; средний размер кристаллитов составляет 8 и 22 нм для образцов с марганцем и кобальтом соответственно. Результаты ИК и оптической спектроскопии согласуются с данными рентгенофазового и рент-генофлуоресцентного анализа. Рассмотрен вопрос агрегирования частиц в растворах изопропанола и ДМФА. Выполнено моделирование структуры КТ на основе частиц ZnS, допированных атомами переходных металлов Мп и Со. Показана возможность использования спектроскопии рентгеновского поглощения в ближней к краю области (XANES) для верификации параметров атомной структуры вокруг позиций допирую-щих атомов переходных металлов в квантовых точках семейства ZnS. Вычислены парциальные плотности электронных состояний ZnS:Mn и ZnS:Co

В монографии рассмотрены вопросы, касающиеся применения торовых технологий для создания принципиально новых способов и устройств, способных надежно работать в суровых арктических условиях. Адресована аспирантам, соискателям, преподавателям вузов, специалистам, работающим в области технических наук, а также может быть полезной студентам технических специальностей

Пособие разработано в соответствии с ФГОС ВПО и включает учебно-методические материалы для выполнения лабораторных работ по физике, включая вопросы для самостоятельной контролируемой работы. Предназначено для студентов 1–2 курса, обучающихся по направлениям подготовки: 240700.62 (190301) – Биотехнология, 020400.62 (060301) – Биология», 020100.62 (040301) – Химия», 050302 – География

Практикум содержит теоретический и практический материал для выполнения практических работ. Предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Информационная безопасность автоматизированных систем»

В монографии представлены физико-химические основы градиентной эпитаксии (ГЭ) в газовой фазе через тонкую зону применительно к многокомпонентным соединениям АIIIВV. Приводится методика и алгоритм расчета по закономерностям роста эпитаксиальных слоев для многокомпонентных твердых растворов соединений АIIIВV. Обсуждаются возможности получения различных микро- и нано-структур соединений АIIIВV с помощью ГЭ через газовую зону. Рассмотрено влияние различных технологических параметров (температура, температурный градиент, толщина зазора между источником и подложкой и т. д.) на свойства получаемых гетероструктур. Монография адресована магистрам, аспирантам и преподавателям, а также исследователям, работающими в области технологии полупроводниковых материалов соединений А3В5 с микро- и нано-структурой

Практикум содержит теоретические и практический материал для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Математические методы теории сигналов». Предназначен для студентов специальности «Информационная безопасность автоматизированных систем», изучающих дисциплину «Математические методы теории сигналов»

В монографии дан обзор и анализ исследований, имеющихся в области различных методов опреснения минерализованных вод. Составлена и проанализирована общая система дифференциальных уравнений неравновесной и нестационарной динамики ионного обмена и сделан вывод о возможности ее успешного решения. Выполнена разработка теории динамики нестационарного и неравновесного процесса ионообменного умягчения минерализованных вод, исследована геометрия зернистого слоя катионита КУ-2, а также произведен перевод системы уравнений динамики ионного к безразмерным относительным концентрациям ионов. Автором предложено и разработано оригинальное решение этой системы уравнений с использованием конечно-разностных схем. Для автоматизированного решения разработан специальный программный комплекс. Произведено обобщение и анализ экспериментальных данных по динамике парного ионного обмена в динамических и нестационарных условиях. Определены расчетные уравнения для определения коэффициентов внешнего массопереноса и коэффициентов внутренней ионообменной диффузии внутри зерна ионита. Разработаны упрощенные уравнения для инженерно-технических работников по определению динамических характеристик катионитных фильтров

Изложен оригинальный метод вероятностной оценки остаточной долговечности магистрального трубопровода на основе результатов его периодической технической диагностики, условий механического и температурного нагружений конструкций и коррозионных воздействий окружающей среды. Практическое применение методики проиллюстрировано расчетом остаточного срока службы участка современного магистрального газопровода

Изложен оригинальный метод вероятностной оценки остаточной долговечности магистрального трубопровода на основе результатов его периодической технической диагностики, условий механического и температурного нагружений конструкций и коррозионных воздействий окружающей среды. Практическое применение методики проиллюстрировано расчетом остаточного срока службы участка современного магистрального газопровода

В работе рассматриваются вопросы упрочнения обрабатываемых точением материалов и оценка физико-механического состояния поверхностного слоя деталей по накопленной энергии деформации и ее взаимосвязи с общей энергией резания

Using analogies, descriptions, illustrations and quotations from the works of famous metallurgical scientists, an attempt was done to link tetragonality, fragility, changes in the morphology of the martensite, destabilization of austenite carbon when % С > (~ 0,5 %) with intermediate phase ~ Fe42С (~ 0,5 % C). If % C > 0,5: martensite begins to change the morphology from dislocation to twin structure and become catastrophically fragile as well as becomes tetragonal without clasuse on smoothback during quench cooling; ferrite loses its ability to be widmanstatten and strengthen as a result of natural aging after subcritical quenching; the yield strength of ferrite-cementine mixture, regardless form of cementite, even begins to fall; the interval of martensite transformation starts to decrease, etc.

In this work, we use the variational spin-density functional method for theoretical description conditions of the formation of stable films and calculation of interface energy and spatial distribution of relative magnetization at activated adsorption of Fe film on the W and Au substrates with taking into consideration the interface roughness. We include into consideration the thermal effects of transition metal atoms intermixing inside film and their substitution with atoms of substrate surficial layer

В сборнике приведены результаты экспериментов по ударному сжатию и адиабатическому расширению конденсированных веществ, а также данные по сжатию некоторых газов, полученные в России в период с 1949 г. по 2005 г. Сборник включает данные по большинству элементов периодической системы (в том числе по сплошным, пористым и расплавленным металлам), окислам, сплавам, гидридам, карбидам и нитридам металлов, галогенидам, твердым и жидким органическим веществам, воде и ее твердым модификациям, водным растворам солей и другим соединениям. Представленные данные могут быть использованы во многих отраслях физики высоких плотностей энергии – при рассмотрении высокоскоростных соударений, в вопросах планетной астрономии, в том числе внутреннего состава планет, различных аспектах техники и технологии взрыва (включая вопросы техники безопасности устройств, работающих в режиме высоких давлений), взрывной обработке веществ, синтезе новых материалов и т. п.

Приведены данные о химически стабильных кластерах углерода, получивших названия фуллеренов и нанотрубок, а также основные сведения о структуре и физико-химических свойствах этих наноматериалов, которые обуславливают широкие перспективы их применения, в том числе и в атомной отрасли. Рассмотрены основные теоретические модели и методы, использующиеся при моделировании кинетики образования ультрадисперсных (нано-) материалов и теоретическом описании их основных свойств. Приведены основные характеристики программы "HyperChem", разработанной для численного расчета физико-химических свойств кластерных систем с иллюстрацией содержательных примеров применения этой программы для расчетов энергетических характеристик кластеров углерода и азота и колебательных спектров различных двухатомных молекул.

Сборник научных трудов ведущих специалистов ВНИИЭФ содержит оригинальные и экспериментальные работы по различным областям прикладной физики - динамике разрушений, кинетике процессов роста, теории турбулентности, физике плазмы. Все работы объединяет общий подход на идеях фрактальной геометрии, описывающей объекты с размерность дробного порядка.

Монография посвящена теоретическому рассмотрению физических эффектов, наиболее существенных для альтернативного подхода к решению проблемы управляемого термоядерного синтеза (УТС): подхода МАГО-MTF. Книга содержит описание самого подхода, его отличия от основных систем УТС с магнитным и инерционным удержанием. Рассмотрены общие физические методы расчетов процессов в этом подходе, включая явления переноса и излучение плазмы, теория поперечных бесстолкновительных ударных волн, теория поверхностных разрядов, важная в этом направлении исследований. Рассмотрены также различные течения и магнитогидродинамические неустойчивости плазмы, возникающие в рамках этого подхода. В силу общефизического смысла рассматриваемых явлений представленные результаты могут быть применены к широкому кругу явлений в физике плазмы и гидродинамике.

В книге изложены физические основы теории информации, метрологии, теории и техники измерений, построения информационных систем. Особое внимание уделено вопросам получения информации о кинематических и термодинамических параметрах быстропротекающих процессов.

Второй выпуск сборника включает статьи, охватывающие широкий диапазон областей физики. Подробно обсуждаются особенности различных рабочих сред лазеров, созданных во ВНИИЭФ, и способы их накачки, порождающие большое разнообразие свойств этих лазеров и возможностей их приложений. Заканчивает выпуск статья об истории ядерно-физических исследований, выполненных в интересах фундаментальной науки.

В сборник включены обзорные статьи, посвященные исследованиям ВНИИЭФ в различных областях науки и техники. Проблемы кинетики нейтронов, кумуляции энергии в слоистых системах, свойства и структура вещества при его сжатии сильными ударными волнами обсуждаются на основе информации, полученной в результате выполнения обширных и уникальных экспериментальных программ. Несколько статей посвящено разработке, созданию и использованию мощных сильноточных ускорителей электронов и импульсных ядерных реакторов, а также созданию сверхсильных магнитных полей с помощью энергии взрывчатых веществ. Рассказывается об использовании таких полей в физических экспериментах и прикладных задачах, где ВНИИЭФ занимает лидирующие позиции. Две статьи посвящены уникальным тритиевым технологиям, которые будут использоваться при запуске международного ТОКАМАКа. И наконец, завершает сборник статья о самом новом во ВНИИЭФ направлении исследований – лазерах. Читателю, безусловно, интересно будет узнать о перспективах и безграничных возможностях этого направления.

Эта книга о жизни и деятельности физика-экспериментатора, ученого, лауреата Государственной премии СССР, кандидата физико-математических наук, изобретателя и рационализатора РСФСР, ветерана атомной энергетики и промышленности, почетного ветерана ВНИИЭФ и ветерана Великой Отечественной войны А.П. Толочко, с 1956 по 2001 гг. работавшего во ВНИИЭФ. О нем вспоминают его учителя, коллеги, ученики, с которыми он бок о бок трудился много лет. В книге также приводятся лаконичные высказывания и личные записи Андрея Порфирьевича в стихах и прозе - о жизни, коллегах, соратниках, фронтовом братстве. Книга иллюстрирована фотографиями из архива семьи Толочко.

Книга посвящена расчетно-теоретическим разработкам, которые проводились начиная с 1972 года по сей день.

Учебное пособие составлено на основе лекций и семинаров, проводимых авторами для студентов инженерно-физических специальностей Саровского физико-технического института НИЯУ МИФИ. Пособие содержит справочный материал и решения типовых задач по наиболее важным темам курса "Математические методы физики". Особое внимание авторы уделяют связи математической формулировки с физическим и механическим содержанием задач.

Статьи, написанные сотрудниками отдела 0304 РФЯЦ-ВНИИЭФ посвящены изучению уравнений состояния веществ и включают в себя различные аспекты этого вопроса - методики исследований, взрывные измерительные устройства, постановку опытов, экспериментальные данные и их интерпретацию, модели поведения веществ при высоких давлениях и т. д.

Статьи посвящены изучению уравнений состояния веществ и включают в себя различные аспекты этого вопроса - методики исследований, взрывные измерительные устройства, постановку опытов, экспериментальные данные и их интерпретацию, модели поведения веществ при высоких давлениях и т. д.

В книге изложены физические основы классических теорий прочности, линейной механики разрушения и современные представления о процессах деформирования и разрушения сплошной среды в условиях статического, динамического и ударно-волнового нагружения. Особое внимание уделено вопросам деформирования и разрушения конструкционных материалов при воздействии ударных волн и волн разрежения.

Учебно-методическое пособие "Основы физики плазмы" предназначено для студентов физических специальностей САРФТИ и основано на курсе лекций, прочитанных автором студентам 3-го курса кафедры "Квантовая электроника". Курс лекций, основанный на известных пособиях по физике плазмы, таких, как "Основы электродинамики плазмы" под редакцией А.А. Рухадзе, "Когерентное нелинейное взаимодействие волн в плазме" Х. Вильхельмссона, а также монографиях В.Н. Цытовича "Нелинейные эффекты в плазме" и Б.Н. Михайловского "Неустойчивости в плазме", является дополнением курса общей и теоретической физики. В пособии излагаются современные теоретические подходы к описанию линейной и нелинейной электродинамики плазмы, специфических свойств плазмы как четвертого состояния вещества. Изложение материала основано на общем электродинамическом и кинетическом подходе, в рамках которого единообразно освещаются различные явления и эффекты в плазме.

По проблеме многих тел в атомной и молекулярной физике, где определяющим является кулоновское взаимодействие, представлены работы, связанные с развитием метода многомерных угловых кулоновских функций, позволяющего находить аналитическое решение многоэлектронных уравнений Шредингера и Дирака. Для построения многонуклонной теории атомного ядра, где превалируют короткодействующие взаимодействия, собраны работы, посвященные развитию метода гиперсферических функций. Причем основное внимание уделяется исследованию этим методом тяжелых и сверхтяжелых ядер. Некоторые работы посвящены развитию теории атомных и ядерных реакций, численным методам решения проблемы собственных значений в различных задачах квантовой механики.

В книге дается обзор и анализ результатов проведенных в РФЯЦ-ВНИИЭФ исследований взрывных процессов различной физической природы с характерными давлениями P. Цель книги - продемонстрировать на конкретных примерах разнообразие подходов к постановке и решению задач экспериментальной газодинамики и физики взрыва.

Учебное пособие написано на основе лекций, прочитанных автором по курсу «Физика взрыва» студентам Московского инженерно-физического института (отделение 4, г. Саров) в 1973-75 и 1993-95 годах. Основное содержание составляет изложение начал волнового движения сплошной сжимаемой среды и анализ процессов, протекающих в ней при воздействии взрыва на окружающую среду. Материалы книги носят теоретический характер. Описание экспериментальных методов сводится к рассмотрению принципов, на которых они основаны. Основное внимание уделено волновым процессам в твердых телах, в частности в упругопластических средах, а также вопросам их разрушения. Список литературы содержит в основном монографии, при обращении к которым можно найти множество ссылок на работы по рассматриваемому вопросу.

Монография посвящена теоретическим методам моделирования динамических процессов в аэродисперсных системах. Материал может использоваться при разработке численных моделей и методов, а также для анализа и решения конкретных проблем в области экологии и безопасности.

Монография ведущих специалистов Института физики взрыва ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" представляет собой последовательное изложение экспериментальных методов исследования физических, механических и оптических свойств конденсированных сред, подвергнутых ударно-волновому воздействию. Описаны методы изучения детонации конденсированных ВВ, ударного сжатия и адиабатического расширения веществ, распространения и структуры ударных волн. Большое внимание уделено вопросам прочности и разрушения твердых тел динамическими нагрузками. Представлены схемы постановки опытов, методы диагностики и регистрации процессов, происходящих в твердых телах. Приведены конкретные результаты исследования этих процессов. Кратко изложены основополагающие сведения из механики сплошных деформируемых сред в объеме, необходимом для анализа опытных данных.

В книге обсуждаются вопросы, связанные с разработкой и применением уникальных устройств - взрывных магнитокумулятивных генераторов сверхсильных магнитных полей. Описываются содержание и результаты многолетней работы в РФЯЦ-ВНИИЭФ по развитию предложенной А.Д. Сахаровым идеи магнитной кумуляции энергии взрывчатых веществ до уровня физического метода получения магнитных полей многомегагауссного диапазона. Приведены описания и параметры физических приборов - каскадных генераторов МК-1 10- и 20-мегагауссного диапазонов. Рассмотрены способы применения созданных приборов в систематических исследованиях в различных областях физики экстремального состояния вещества.

В первом томе книги рассматриваются основные понятия магнитной кумуляции и история развития работ по этой тематике. Проанализировано состояние работ по различным типам генераторов: спиральным, коаксиальным, дисковым, спирально-дисковым, шинным и плоским, витковым и др. Рассмотрены также различные источники начальной энергии для магнитокумулятивных генераторов.

В монографии представлен новый подход к единому описанию физических взаимодействий – подход, основанный на конформно-инвариантном обобщении уравнений общей теории относительности

Книга, включающет в себя документы, воспоминания о Д. А. Фишмане и его дневниковые записи, рассказывается о жизни и деятельности этого талантливого, многогранного человека, а также о роли и значении конструктора в создании ядерного оружия. В книге использованы фотоматериалы из архива музея РФЯЦ-ВНИИЭФ, а также из семейного архива Д.А. Фишмана.

В книге изложены результаты исследований по проблеме обобщения газокинетического уравнения Больцмана на физические системы, отличающиеся от больцмановского одноатомного газа. Особое внимание уделено вопросу о необходимости стохастической формулировки сопряженных с кинетическим уравнением граничных условий, диктуемой неизбежным наличием у любой физической системы внешнего окружения, микроскопические взаимодействия с которым принципиально не контролируемы. Приведены некоторые физически обоснованные соображения, позволяющие построить единую теорию уравнения состояния газа и жидкости.