Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1299
Статья научная
Рассмотрен вопрос об инвариантности выбора поверхности интегрирования тензора плотности потока импульса при расчетах сил радиационного давления (СРД) в поле монохроматической звуковой волны. Отдельно рассмотрены случаи однородных и неоднородных идеальной и вязкой жидкостей. Подтверждено, что в случае однородной идеальной либо вязкой жидкости, как указывалось ранее рядом авторов, такая инвариантность существует. При наличии плавных или скачкообразных неоднородностей в жидкости такая инвариантность может оказываться несправедливой, несмотря на то что формально усредненная дивергенция тензора плотности потока импульса в области неоднородности может быть тождественно равна нулю. Показано, что причиной этому может служить возникновение рассеянного на этих неоднородностях поля. Рассмотрены конкретные примеры расчетов СРД.
Бесплатно
О процедуре моделирования рассеяния на суперпозиции двух потенциалов
Статья научная
Получены простые выражения для классического сечения рассеяния на суперпозиции отталкивательного потенциала абсолютно упругой сферы и потенциала притяжения вида V(r) = –γ/rn, (n > 2). Эти выражения представлены в виде аналитических функций от энергии относительного движения в двух областях ее изменения. Развитая процедура моделирования столкновения хорошо сочетается с дискретизацией уравнений движения заряженной частицы в электрическом поле. Описан соответствующий алгоритм в рамках метода статистического моделирования Монте-Карло. Намечены пути обобщения предложенной модели на случай анизотропного потенциала отталкивания.
Бесплатно
О рассеянии звука на неупругом шаре произвольного радиуса. Фактор эффективности рассеяния
Статья научная
Рассматривается рассеяние акустической волны на одиночном неупругом жидком шарике. Для вывода необходимых выражений используется математическая техника, характерная для теории рассеяния частиц. Приводятся выражения для поля и амплитуды рассеяния шарика, а также адаптированный к акустическому случаю принятый в оптике интегральный параметр рассеивателя - фактор эффективности рассеяния. Полученные результаты для одиночного включения при определенных условиях легко распространяются на ансамбли частиц, а фактор рассеяния может быть полезен при оценке суммарной интенсивности рассеянного поля при наличии в среде большого числа хаотично взвешенных включений. Приведены примеры расчета фактора эффективности рассеяния для конкретных параметров, которые сравниваются с оптическими аналогами. Полученные результаты могут быть полезны в теории и практике радиационного давления звука на ансамбли частиц
Бесплатно
О расчете аксиально-симметричных электростатических полей в областях, заполненных объемным зарядом
Статья научная
Потенциал электростатического поля в области пространства, заполненной объемным зарядом, находится как решение задачи Дирихле для аксиально-симметричного уравнения Пуассона, которая решается методом коллокации для соответствующего граничного интегрального уравнения. Вклад от облака объемного заряда в потенциал в любой точке пространства находится как сумма вкладов от прямоугольных ячеек сетки, вычисляемых аналитическим интегрированием соответствующих интегралов, в которых функция плотности объемного заряда интерполирована билинейным распределением.
Бесплатно
О расчете траекторий заряженных частиц вблизи криволинейных поверхностей
Статья научная
Предложен метод расчета траекторий вблизи криволинейных поверхностей, включающий в себя позиционирование, интерполяцию и собственно расчет. Выделены двенадцать видов пересечения границы расчетной области с ячейками прямоугольной сетки. Приведен алгоритм распознавания вида пересечения. Разработан алгоритм интерполяции функций электростатического поля на части ячейки сетки, которая получается в результате пересечения ячейки с границей расчетной области.
Бесплатно
Статья научная
Приведен алгоритм решения двумерного уравнения Пуассона в плоской геометрии методом граничных интегральных уравнений на случай, когда облако объемного заряда имеет гладкие криволинейные границы.
Бесплатно
Статья научная
Приведен алгоритм решения двумерного уравнения Пуассона в аксиальной геометрии методом граничных интегральных уравнений на случай, когда облако объемного заряда имеет гладкие криволинейные границы.
Бесплатно
Статья научная
Получены несвязанные уравнения типа Кирхгофа, позволяющие решать связанные линеаризованные уравнения термоупругости для твердых тел и связанные уравнения системы Навье-Стокса для вязкой теплопроводящей жидкости как в стационарном, так и в нестационарном случаях. Уравнения записаны для скалярных потенциалов смещения твердого тела и скорости в жидкости, а также для полей температуры в твердом теле и жидкости. Полученные уравнения предоставляют дополнительные возможности для расчетов указанных полей в упругих областях, контактирующих с жидкостью.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано распределение электронов по поверхности цилиндра, содержащего выходную диафрагму, для схем ось-кольцо и кольцо-кольцо цилиндрического зеркала. Получены распределения для разных значений радиуса старта, радиуса цилиндра и ширины кольца эмиссии.
Бесплатно
Статья научная
Изучалась работа цилиндрического зеркала при учете электронов, имеющих азимутальную компоненту скорости. Рассмотрены возможные реализации схемы кольцо-кольцо. Классическое определение фокусировки по углу распространено на случай наличия азимутальных электронов. Найдена связь между основными параметрами цилиндрического зеркала (обобщенная линия фокусов второго порядка), такими как расстояние источник-детектор, радиус кольца эмиссии, положение (радиус) выходной диафрагмы, энергия фокусировки, угол старта центральной траектории для всех полученных реализаций схемы кольцо-кольцо.
Бесплатно
О синтезе высокооднородного поля постоянного магнита в МР-томографии
Статья научная
Развивается методика определения параметров постоянного магнита МР-томографа, при которых создается высокооднородное поле в зазоре магнита. В методике используется аналогия между магнитом и набором витков с током, позволяющая при расчете поля магнита использовать формулы для полей витков. С целью повышения однородности поля вводятся углубления и "ямки" в наконечниках магнита, т. е. рассматривается магнит сложной конфигурации. Параметры магнита, углублений и "ямок" определяются из условия минимума отклонения рассчитанного поля от однородного. Приведены результаты численного моделирования. Даны рекомендации по практической реализации данной методики в МР-томографии.
Бесплатно
О собственных колебаниях жидкости в ограниченном цилиндре
Статья научная
В работе рассматривается задача о собственных акустических колебаниях неоднородного цилиндра, состоящего из стеклянной трубки, заполненной жидкостью. В работе предложено несколько алгоритмов решения этой задачи и по одному из них проведены расчеты в ряде частных случаев. Результаты работы могут быть использованы в случаях применения ультразвука применительно к задачам коагуляции частиц.
Бесплатно
О соотношениях, связывающих поле рассеяния с амплитудой рассеяния
Статья обзорная
В работе рассмотрены различные функциональные соотношения между основными параметрами процесса рассеяния: полем рассеяния и амплитудой рассеяния. Это соотношения либо геометрооптического типа (представление в виде ряда Аткинсона-Уилкокса), либо связь через представление обеих функций в ряды по сферическим функциям (мультипольные представления), либо в виде интегрального представления (представление Девани-Вольфа). Такое многообразие представлений возможно вследствие аналитических свойств обеих функций: поле рассеяния является излученным решением уравнения Гельмгольца, любое дважды дифференцируемое решение которого есть аналитическая функция своих аргументов, а также тем, что амплитуда рассеяния является целой аналитической функцией своих аргументов. Приведен также аналог разложения типа Аткинсона-Уилкокса для обобщенной амплитуды рассеяния, что возможно только в случае, когда первичное падающее сложное поле является излученным решением уравнения Гельмгольца. Результирующая амплитуда рассеяния в этом случае также подчиняется уравнению Гельмгольца. Показано, что волновая функция Герглотца с точностью до постоянного множителя совпадает с разложением Уиттекера. Приведенные результаты весьма полезны для приложений, и, в частности, в задачах научного приборостроения.
Бесплатно
О средней силе, действующей на включения в системах с распределенными и сосредоточенными параметрами
Статья научная
Подчеркнута схожесть понятий средней силы, принятого в электродинамике (давление света) и в акустике (радиационное давление), а также силы вибрации (струна) и средней силы воздействия на системы с сосредоточенными параметрами, движущиеся в быстропеременных полях. На примере движения частиц в быстропеременных полях показана идентичность определения средних сил в такой системе и радиационного давления в акустике. Кроме того, на простом примере показана возможность транспортировки частиц в точках минимума потенциала в акустическом поле по аналогии с описанной ранее подобной возможностью в системах с сосредоточенными параметрами.
Бесплатно
Статья научная
В работе изучен характер математической некорректности обратной задачи эллипсометрии для сверхтонких (менее 10 нанометров) прозрачных поверхностных пленок на однородной подложке. Показано, что математическая некорректность в этом случае обусловлена не только экспериментальными ошибками в измерении поляризационных углов, но также и неадекватным выбором модели отражающей среды, проявляющимся в неточном задании параметров подложки, считающихся известными, и в пренебрежении даже очень тонким (порядка 0.1 нанометра) переходным слоем на границе между пленкой и подложкой. Эти выводы носят не только качественный характер, они подтверждены как реальным, так и численным экспериментом, проведенным с помощью специальной математической программы.
Бесплатно
Статья научная
В приближении тонкого двойного слоя получены простые зависимости акустических полей, возбуждаемых в электрокинетическом электроакустическом преобразователе, от величины скорости осмотического движения Гельмгольца—Смолуховского. Из зависимостей следует, что в отсутствие потерь, когда еще не сказывается нелинейность уравнения движения жидкости и отсутствует турбулентный режим движения жидкости, в теле преобразователя величины амплитуд акустической скорости и давления линейно зависят от величины скорости Гельмгольца—Смолуховского электроосмотического движения
Бесплатно
Статья научная
20-я юбилейная международная выставка лабораторного оборудования и химических реактивов состоялась в Москве в период 19–22 апреля 2022 г. Участники демонстрировали лабораторное оборудование, химические реактивы, лабораторную мебель, лабораторную посуду, средства автоматизации лабораторных исследований, оборудование для биотехнологий и контрольно-измерительное оборудование (спектрометры, анализаторы размера частиц, плотномеры, pH-метры, оксиметры, иономеры и др.).
Бесплатно
ОБНОВЛЕНИЕ ПРИБОРНОГО ПАРКА НАУЧНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ РОССИИ: ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ
Статья научная
Определены условия для достижения задач научно-технологического развития России. Проведен краткий анализ организаций, проводящих исследования и разработки. На основании данных государственной статистики проведен анализ тенденций развития материально-технической базы научных организаций, занимающихся исследованиями и разработками, за период 2017–2020 гг. Выделены проблемы, возникающие при реализации задач по обновлению оборудования в условиях экономических санкций. Предложены возможные решения этих проблем. Отмечено, что восстановление отечественного научного приборостроения является одним из главных условий при обновлении приборного парка научных организаций.
Бесплатно
Статья научная
В работе обосновывается возможность использования гидродинамической модели вязкой, несжимаемой, теплопроводящей жидкости для расчета параметров электроосмотического течения в пористой среде, наполненной жидкостью, в условиях приложения к этой среде постоянного и переменного электрических полей. Приводятся условия перехода к этой модели от модели вязкой, сжимаемой жидкости. Указываются границы параметров задачи, в частности границы скоростей течения и частотные ограничения для оправданности такого перехода. Полученные результаты могут быть использованы при моделировании указанных процессов на вычислительных пакетах.
Бесплатно
ОПЕРАТИВНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ МИКРОЧИПОВ ДЛЯ ПЦР-АНАЛИЗА ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
Статья научная
Методами термоформования и герметизации специальными пленками для ПЦР изготовлены микрочипы из поликарбоната и полипропилена. Работоспособность микрочипов продемонстрирована путем проведения ПЦР-РВ на тест-объекте. Полученные микрочипы из поликарбоната и полипропилена выдерживают хранение при отрицательных температурах (–40 °C).
Бесплатно
