Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1374
О возможности улучшения характеристик планарных бессеточных ионных зеркал
Статья научная
В работе приведены результаты численного моделирования электростатических полей планарных бессеточных ионных зеркал времяпролетных масс-анализаторов и траекторий ионов в этих полях, показывающие возможность достижения фокусировки высокого порядка времени пролета в таких зеркалах как по энергии, так и по пространственному разбросу ионных пакетов.
Бесплатно
О возможности формирования субмикронных электронных пучков с плотностью мощности до 100 ГВт/см2
Статья научная
Показано, что использование термополевых эмиттеров со сверхвысокой яркостью а также специальных условий фокусировки и транспортировки электронных потоков с высокой зарядовой плотностью позволяет формировать субмикронные электронные пучки с плотностью мощности до ~ 100 ГВт/см2.
Бесплатно
О возможностях и особенностях метода эллипсометрии при исследовании поверхности жидкостей
Статья научная
В работе рассмотрена процедура решения обратной задачи эллипсометрии относительно всех параметров поверхностной структуры и объема жидкостей. Из-за слабого оптического контраста между поверхностью и объемом жидкости обратная задача математически некорректна. Для ее решения введена пробная функция. Получено наиболее общее выражение для этой функции. По особенностям пробной функции, которые проявляются вдоль траектории движения функционала обратной задачи к точке абсолютного (наиболее глубокого) минимума, находится оптимальное решение обратной задачи. Особое внимание уделено выбору начальной точки на траектории движения функционала, обеспечивающему устойчивость траектории. Общие закономерности в поведении пробной функции установлены на примере идеальной ситуации, а также в численном эксперименте, имитирующем реальную ситуацию. Показано, что оптимальное решение, полученное с использованием пробной функции, отличается высокой точностью.
Бесплатно
Статья научная
Целью работы является выявление реальных возможностей метода эллипсометрии для исследования плазмы крови в целях диагностики хронического панкреатита. При этом плазма используется в виде жидкой фазы. Эксперимент, проведенный с использованием спектрального эллипсометра на образцах плазмы крови больных хроническим панкреатитом, привел к важным результатам. Прежде всего наблюдается существенный разброс поляризационных углов Δ и Ψ по образцам плазмы при заданной длине волны, что указывает на хорошие возможности метода в вопросах диагностики хронического панкреатита на разных стадиях. Кроме того, поведение этих углов в спектральном диапазоне прибора со всей очевидностью указывает на наличие поверхностного слоя на образцах плазмы. Толщина и оптические параметры этого слоя зависят от выраженности заболевания. Метод эллипсометрии, обладающий сверхчувствительностью к изменению состояния поверхности, реагирует на это заметным изменением измеряемых поляризационных углов Δ и Ψ, значения которых, очевидно, не зависят от выбора модели отражающей поверхности. В проводимой работе на первом этапе используется модель однородной среды. В этом случае мы имеем дело с эффективным показателем преломления n ef плазмы крови, поведение которого также связано с выраженностью заболевания. Обработка результатов эллипсометрических измерений проведена (относительно параметров Δ, Ψ и n ef) с помощью статистического метода полного факторного эксперимента. В качестве основных факторов X 1, X 2, X 3 рассмотрены такие признаки хронического панкреатита, как фиброз, псевдокисты и кальцинаты. При этом установлено, что статистически значимыми для рассмотренной группы больных являются сочетания факторов X 1X 3 и X 1X 2X 3. Это означает, что наибольшее влияние на оптические параметры, определяемые с помощью метода эллипсометрии на образцах плазмы крови, оказывает одновременное действие факторов Х 1 и Х 3 (фиброз + кальцинаты), а также одновременное действие всех трех факторов (фиброз + псевдокисты + кальцинаты).
Бесплатно
О волноводном распространении звуковых пучков в нелинейной среде. Обзор
Статья обзорная
Обзор посвящен изложению условий, при которых возникает эффект самовоздействия акустических пучков в нелинейной среде. Для этого излагается формализм получения решения безразмерного уравнения Хохлова-Заболотской и нахождения соответствующих критериев подобия Хохлова, при которых возникает эффект самовоздействия акустических пучков. Приводятся различные формы уравнения Хохлова-Заболотской. Исследуется дополнительно вопрос, связанный с необходимой точностью задания параметров в уравнении Хохлова-Заболотской.
Бесплатно
Статья обзорная
Рассматривается распределение объемных зарядов в уравнении Пуассона, отличное от распределения Больцмана. Это потребовало привлечения аппарата корректного решения краевых задач для уравнений Лапласа и Пуассона. Использованы наиболее общие методы решения указанных задач. Рассмотрены краевые условия, применяющиеся в электрокинетических явлениях. Представлена замкнутая система связанных уравнений, позволяющих математически моделировать электрокинетические процессы в условиях отсутствия термодинамического равновесия.
Бесплатно
О вынужденных колебаниях конечной амплитуды в многослойной ультразвуковой камере
Статья научная
В статье рассматриваются звуковые колебания в заполненной жидкостью ограниченной трубе, для которой справедливо предположение о плоском движении. Плотность жидкости и скорость звука могут меняться плавно или скачкообразно по длине трубы. Получены общие выражения для расчета амплитуд давления и колебательной скорости первых двух гармоник. На приведенных расчетных примерах показаны некоторые особенности многослойных волноводов по сравнению с однослойным.
Бесплатно
О вычислении амплитуды рассеяния включения в сложном поле
Статья научная
В работе показано, что выражение для амплитуды рассеяния включения в поле, состоящем из совокупности плоских волн, удовлетворяет однородному уравнению Гельмгольца вне источника этих волн по переменным координатам включения. Это позволило получить простые асимптотические ряды по обратным степеням расстояния между источником волн и включением для вычисления амплитуды рассеяния. Приведены примеры применения этих рядов.
Бесплатно
О динамике ударных волн в жидкости. Обзор
Статья обзорная
В работе рассматриваются законы ударного сжатия, условия на границе разрыва (фронте) волны. Приводятся законы сохранения на фронте ударной волны. Рассматриваются методы расчета динамики ударных волн, а также уравнения состояния жидкости. Приводится упрощенный формализм, к которому сводится теория ударных волн для случая плоского ударного фронта. Излагаются существующие методы численного расчета ударных волн. Приводится пример постановки краевой задачи о распространении ударной волны.
Бесплатно
О диссипации энергии в электроосмотическом процессе
Статья научная
Рассматриваются вопросы диссипации и баланса мощности в стационарном электроосмотическом процессе в цилиндрическом капилляре, заполненном жидкостью, к которой приложены электроды с постоянной разностью потенциалов. Изучаются процессы диссипации под влиянием вязкого трения и выделения джоулева тепла. Получены простые, достаточно точные выражения, позволяющие легко оценить влияние параметров процесса на диссипацию энергии. Проведенный анализ позволит оптимизировать конструкцию электрокинетического преобразователя нового типа, основанную на применении электроосмоса и изложенную в предыдущих публикациях автора, частично указанных в данной работе.
Бесплатно
Статья научная
Приведены условия правомерности замыкания системы зависящих от времени уравнений массопереноса в растворе электролита электростатическим уравнением. Показано, что этим уравнением должно быть уравнение Пуассона с соответствующими значениями плотности заряда в дискретные моменты времени. Отмечено, что его замена условием электронейтральности является некорректной. Приведены зависимости некоторых параметров массопереноса от температуры.
Бесплатно
О компьютерном моделировании микрофлюидных систем
Статья научная
В работе приведены результаты расчета струйной модели микрофлюидной системы осесимметричной и плоской геометрии. Проанализировано влияние способа ввода пробы, тепловыделения и наличия частиц на микрогидродинамику потока.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время в большинстве корпускулярно-оптических устройств с магнитным полем используются магниты на основе магнитомягких материалов. Использование же сверхпроводящих магнитов ограничено, как правило, простейшей формой, в которой сечением магнита является окружность. Создание сверхпроводящих магнитных систем более сложной формы может в ряде случаев, особенно в устройствах по управлению пучками легких ионов (с энергиями до нескольких сотен МэВ) для лучевой терапии [1], заменить тяжелые магниты на основе цельных сердечников более легкими и имеющими в пять раз более сильное поле системами на основе сверхпроводящих обмоток, которые, как показано в статье, обладают существенно иными краевыми полями, чем поля традиционных магнитных систем.
Бесплатно
Статья научная
Представлена математическая модель, позволяющая рассчитывать стационарные температурные поля и поля упругих колебаний в термоупругой трубке и вязкой теплопроводящей сжимаемой жидкости при условии связанности упругих и тепловых процессов. Освещены термодинамические процессы и вопросы постановки краевых условий.
Бесплатно
О методе функциональной коррекции
Статья научная
Рассматривается метод функциональной коррекции, основанный на использовании динамического резерва, возникающего в процессе непосредственного функционирования того или иного объекта и проявляющегося в том, что нарушение функционирования объекта при одних входных данных не исключает правильного функционирования при других данных. Функциональная коррекция заключается в повторном воспроизведении функции объекта в случае нарушения ее выполнения с целью получения адекватного результата за счет преднамеренного преобразования входных, а при необходимости и выходных данных. Формальное описание метода функциональной коррекции приводится применительно к электронным системам обработки данных.
Бесплатно
О механизме формирования капель в Х-образном микрофлюидном устройстве
Статья научная
В работе описаны результаты экспериментального исследования генерирования микроэмульсий в микрофлюидном устройстве собственного производства, оснащенном X-образным смесителем. Представленные карты режимов показали значительное влияние концентрации поверхностно-активных веществ на режим течения в канале и на размер формируемых капель. Получено универсальное уравнение для расчета критических капиллярных чисел, определяющих переход между режимами течения. Проведен предварительный анализ силовых факторов, влияющих на процесс формирования капель дисперсной фазы. Выявлены преобладающие силы, в большей степени определяющие размер формируемых капель.
Бесплатно
Статья научная
Получены аналитические оценки для константы скорости диссоциации молекулярных ионов при их движении в газовой среде под действием сильного электрического поля. Учитывается отличие распределения ионов по скоростям от максвелловского распределения. Этот учет может быть реализован на основе эффективной ионной температуры, зависящей от величины напряженности электрического поля. Проведены оценки для числа фрагментирующих столкновений на заданном промежутке дрейфа, позволяющие оценить величину критического поля, при котором начинается процесс фрагментации.
Бесплатно
О некоторых свойствах амплитуды рассеяния
Статья научная
В работе приводится ряд полезных определений и свойств амплитуды рассеяния как аналитической функции сферических координат. Рассматривается амплитуда рассеяния при сложном падающем поле. Показано, что при расчете поля рассеяния в волновой зоне значениями амплитуды рассеяния, лежащими вне области видимости можно пренебречь. Результаты работы могут быть использованы при расчете радиационного давления при сложной форме внешнего поля.
Бесплатно
О нелинейности электрокинетических явлений. Обзор
Статья научная
В результате проведенного обзора работ по нелинейным электрокинетическим явлениям сделаны следующие выводы. Использование электрокинетических эффектов при значительных величинах напряженности внешнего электрического поля может значительно поднять электроосмотическую и электрофоретическую скорости, которые меняются с ростом напряженности стороннего электрического поля: линейно для линейных моделей электрокинетики, кубично при умеренных величинах напряженности поля и квадратично при больших напряженностях электрического поля. Учет этих обстоятельств позволит получать повышенные электрофоретические и электроосмотические скорости жидкости и существенно увеличивать соответствующую подвижность.
Бесплатно
О нелинейных эффектах в условиях резонансного ПВО
Статья научная
Исследованы некоторые нелинейные свойства спектров резонансного отражения в наклонной геометрии. Рассмотрена асимметрия насыщения резонансов отражения. Описаны новые нелинейные структуры на вершинах отражательных резонансов. Эта работа частично поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (грант № 06-02-17219-а).
Бесплатно