Том 510, № 1 (2023)

Указан способ генерации решений уравнения Бюргерса, описывающих взаимодействия волн в нелинейной диссипативной среде и линейно нарастающего фронта течения. Использованы точные решения, описывающие эти взаимодействия, а также свойства симметрии уравнения. Показано, что нарастающий фронт способен конкурировать с диссипацией и сжать сигнал во времени. Напротив, фронт с уменьшающейся крутизной “растягивает” сигнал.

Теоретически исследованы особенности эффектов би- и мультистабильности в полупроводниковом брэгговском микрорезонаторе с хиральным фотонно-кристаллическим слоем на верхнем зеркале. Показано, что отклик такой хиральной структуры на линейно-поляризованную когерентную резонансную накачку демонстрирует резкие мультистабильные переключения со скачками экситонной интенсивности и степени циркулярной поляризации. Показано, что в случае, если пороги бистабильных переходов в системе с разными знаками циркулярной поляризации отличаются незначительно (неоптимизированная структура), вследствие мультистабильных переходов можно ожидать скачков степени циркулярной поляризации отклика даже большей амплитуды, чем в оптимизированной структуре с исходно высокой степенью циркулярной поляризации экситонного отклика при низкой интенсивности накачки.

Проведено численное моделирование инжекции плазмы с горячими электронами в тонкий слой холодной плазмы в присутствии внешнего магнитного поля и показано, что оно может значительно влиять на возникающие мелкомасштабные токовые филаменты и слои, даже если не замагничивает частицы и в целом не изменяет динамику перераспределения общей концентрации плазмы в процессе инжекции. Обнаруженное влияние зависит от ориентации внешнего магнитного поля, параллельного плоскости, ограничивающей слой холодной плазмы, если инжекция происходит из узкой полосы, лежащей на этой плоскости. В указанной ситуации, отвечающей абляции плоской мишени пучком излучения фемтосекундного лазера с использованием цилиндрической фокусировки, исследована эволюция характерных структур формируемого мелкомасштабного магнитного поля. Установлено, что его генерация связана с неустойчивостями анизотропного распределения электронов по скоростям, а величина может во много раз превышать величину внешнего магнитного поля.

Обобщены результаты основных исследований в области теории самовоспламенения. Для симметричных сосудов представлены: критические условия самовоспламенения в размерных координатах, распределение температуры в сосуде, предвзрывной разогрев горючего и критический размер сосуда в момент взрыва. Отмечено, что условия самовоспламенения для разных сосудов отличаются только цифровым множителем, что указывает на отсутствие влияния формы сосуда на физико-химические процессы, идущие в горючем в момент взрыва. Каждая особая точка, являясь точкой бифуркации, определяет число, позволяющее из множества решений уравнения теплопроводности найти единственное – критическое условие самовоспламенения. Это условие в координатах своих переменных представляет собой многомерную поверхность, отделяющую зону стационарного существования горючей системы от зоны “невозврата”, где горючая система существовать не может.

Предложен подход к разработке динамической модели одного из ключевых этапов полета ракетно-космических систем – процесса разделения крупногабаритных конструкций. Обоснована актуальность учета упругих свойств разделяемых объектов. На основании допущений, характерных для исследуемого процесса (малость угловых скоростей в процессе относительного движения при разделении по сравнению с низшими частотами разделяемых объектов) осуществлен переход от дифференциальных уравнений упругих колебаний в частных производных к системе обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих возбуждение ограниченного набора низших форм, что позволило сформулировать эффективный подход, допускающий наглядную механическую интерпретацию: полное движение при разделении раскладывается на переносное движение (вращательное и поступательное как целого) и малые упругие относительные колебания, описываемые в универсальной модальной формулировке. Проанализирован процесс разделения воздушно-космического самолета и ракеты-носителя. Выявлен эффект “потери” относительной скорости отделения из-за упругих колебаний, сформулирована рекомендация по рациональному выбору мест установки средств отделения.

Экспериментально исследуются вынужденные продольные колебания газа и аэрозоля в открытой трубе со скачком сечения. Наблюдается интенсификация колебаний газа в трубе со скачком сечения в сравнении с однородной трубой, при этом сохраняется близкий к гармоническому, непрерывный вид формы волны давления. Обнаружена немонотонная зависимость времени осаждения аэрозоля от частоты колебаний с минимальным значением на резонансной частоте.

Исследуются демпфирующие свойства композитных материалов, армированных упругими сферическими и волокнистыми включениями с вязкоупругими покрытиями. Показывается, что в композитах с морфологией частиц может быть реализован эффект значительного усиления диссипативных потерь, когда эффективные свойства потерь композита могут превышать диссипативные свойства вязкоупругого покрытия более чем в 20 раз. Предлагаются аналитические оценки оптимальных параметров гибридных композитов. Анализируется влияние возможных несовершенств структуры композита на эффективные диссипативные свойства.