Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика @vestnik-susu-mmph
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика
Все статьи: 784
Структура и свойства углеродных пленок, получаемых электронно-лучевым распылением в вакууме
Статья научная
Были получены пленочные образцы распыленного в вакууме и осажденного на нагретую стеклянную подложку графита. С помощью атомно-силовой и электронной микроскопии исследована поверхность и элементный состав. Было измерено удельное поверхностное сопротивление пленок и найдена его зависимость от толщины пленки.
Бесплатно
Структура и электронные свойства кристаллов 3-12 фторографена
Статья научная
Трехмерная структура кристаллов, сформированных из слоев 3-12 фторированного графена, упакованных в стопки была найдена методом атом-атомного потенциала. Расчеты электронных свойств СF-L3-12 кристаллов были выполнены методом теории функционала плотности в обобщенном градиентном приближении. В результате расчетов было установлено, что расстояние между слоями в кристаллах, соответствующее минимуму энергии межслоевых связей, составляет 5,7578 Å, абсолютное значение вектора сдвига соседних слоев составляет 1,4656 Å. Электронная структура трехмерных кристаллов отличается от электронной структуры изолированных слоев 3-12 фторографена. Найденное значение ширины запрещенной зоны в объемных кристаллах составляет 3,03 эВ, что примерно на 12 % меньше, чем в отдельном слое CF-L3-12 (3,43 эВ). Рассчитанное значение удельной энергии сублимации кристалла 3-12 фторографена составляет 13,83 эВ/(CF), что на 0,06 эВ больше энергии сублимации изолированного фторографенового слоя.
Бесплатно
Структурная устойчивость и фононные спектры в системе Ni-Al: расчет методом рекурсии
Статья научная
Основываясь на межатомных потенциалах, найденных методом погруженного атома, рассчитаны фононные спектры мартенситного сплава Ni62.5Al37.5 с помощью метода рекурсии. Кривая фононной дисперсии сплава имеет «смягчение» для значения волнового вектора 0,16, которое согласуется с экспериментом. При этом спектральная функция для данного значения имеет пик на частоте колебаний 1,6 ТГц. Данное поведение фононных спектров связано с возможной локализацией мод на частоте 1,7 ТГц, что ведет к зарождению мартенситной структуры 7R сплава.
Бесплатно
Статья научная
Уравнения, неразрешенные относительно производной, начал изучать еще А. Пуанкаре в конце позапрошлого века. Однако систематическое изучение таких уравнений берет начало с работ С.Л. Соболева во второй половине прошлого века, поэтому такие уравнения часто называют уравнениями соболевского типа. В последнее время существенно вырос интерес к уравнениям соболевского типа, в силу чего возникла необходимость их рассмотрения в квазибанаховых пространствах. Рассматривается вопрос существования экспоненциальных дихотомий решений динамических уравнений соболевского типа, рассматриваемых в квазибанаховых пространствах. При изучении этого вопроса необходимо рассмотреть относительно спектральную теорему и вопрос существования инвариантных пространств решений. Интерес к такому поведению решений обусловлен тем, что именно оно является наиболее распространенным и отвечающим экспериментальным данным при решении практических задач. Статья содержит две части. В первой из них вводятся необходимые понятия и приводится относительно спектральная теорема в квазибанаховых пространствах. Во второй - показывается существование инвариантных пространств и экспоненциальных дихотомий решений динамического уравнения соболевского типа в квазибанаховых пространствах.
Бесплатно
Статья научная
Исследована однородная по теплофизическим характеристикам деформируемая с сохранением подобия 2D-область в виде квадрата. В начальный момент времени две смежные стороны начинают двигаться соответственно в направлении осей абсцисс и ординат с постоянной скоростью, оставаясь эквидистантными двум другим смежным сторонам (неподвижные и движущиеся стороны поддерживаются при различных постоянных температурах). Нелинейная начально-краевая задача с граничными условиями первого рода путем применения специальных координат иммобилизирует движущуюся границу области в неподвижную с соответствующей трансформацией исходной начально-краевой задачи для неподвижных границ относительно мультипликативной переменной двух неизвестных функций, которые определены с помощью формулировки дополнительных начально-краевых задач. Решения сформулированных дополнительных задач получены с помощью последовательного применения интегральных синус-преобразований по псевдопространственным переменным. Это позволило записать решение исходной задачи в аналитическом виде с помощью специально сконструированных квадратур. Вычислительный эксперимент показал корректность полученного решения и безусловное выполнение начального условия. Полученные результаты также иллюстрируют качественную адекватность расчётов процессу прогрева квадратной области с движущимися сопряженными границами.
Бесплатно
Температурные условия начала формирования шлаковых отложений при их факельном сжигании
Краткое сообщение
Представлены результаты физико-химического анализа процессов взаимодействия и фазообразования в минеральной части углей, определяющих агрегатное состояние аэродинамического золового потока несущих дымовых газов с t ≤ 1300 °С. Показано, что температура несущих дымовых газов, при которой формируются шлаковые отложения и условия закрепления (налипания) золовых частиц, связана с температурным интервалом существования жидкой фазы, образующейся при взаимодействии сульфидного и силикатного расплавов.
Бесплатно
Статья научная
Проведено исследование фазового перехода тетрагонального графена L4-8 в базоцентрированную орторомбическую полиморфную разновидность алмаза LA7 методом теории функционала плотности. Анализ возможных способов формирования фазы LA7 показал, что ее структура может быть получена в результате сильного одноосного сжатия тетрагонального графита с упаковкой AB при давлении 42,5 ГПа. Расчеты также показали, что процесс этого структурного преобразования должен сопровождаться выделением энергии ~ 0,52 эВ/атом. Полиморфная разновидность алмаза LA7 может устойчиво существовать при нормальных условиях, так как величина потенциального барьера, разделяющего состояния, соответствующие графиту L4-8 и фазе LA7, составляет 0,34 эВ/атом. Для экспериментальной идентификации фазы LA7 были рассчитаны теоретические рентгенограммы фазового перехода «графит L4-8-LA7».
Бесплатно
Теория перехода из нематического состояния в смектическое
Статья научная
Развита молекулярно-статистическая теория, описывающая переход из нематической фазы в смектическую, а также единая теория, описывающая переход из изотропной фазы сначала в нематическую, а затем в смектическую или напрямую из изотропной в смектическую. Рассмотрены параметры среднего поля, отвечающие за сами фазовые последовательности и типы фазовых переходов. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 08-03-90009 и гранта Миннауки МК-2004.2008.2.
Бесплатно
Статья научная
Получено точное аналитическое решение в квадратурах начально-краевой задачи для нестационарного одномерного уравнения теплопроводности с граничными условиями первого рода для бесконечной полосы, причем одна из ее границ движется с постоянной заданной скоростью, уменьшая толщину полосы. Предварительно исходная система уравнений путем использования автомодельной замены пространственной переменной сведена к системе с неподвижной границей, к который применен метод разделения зависимых переменных. Требование равенства нулю коэффициентов перед производной первого порядка по автомодельной производной и отдельно входящей функцией в модифицированном уравнении в частных производных параболического типа позволило определить общую структуру решения, содержащего неизвестную функцию. Эта функция представлена суперпозицией двух потенциалов, которые связаны пропорционально с помощью автомодельной переменной, что дало возможность упростить модифицированное уравнение и применить для его решения классическое интегральное синус-преобразование Фурье. Результаты расчетов продемонстрировали динамику локального профиля температуры по изменяющейся толщине полосы с постоянной скоростью, причем кинетика среднеинтегральной температуры показывает, в отличие от случая отсутствия движения границы, наличие максимума, смещающегося с ростом отношения скорости перемещения границы к скорости переноса теплоты теплопроводностью к неподвижной границе. В предположении, что толщина полосы является параметром, задача в исходной формулировке решена методом одностороннего интегрального преобразования Лапласа по времени.
Бесплатно
Теплопроводность монокристаллов Al2O3, легированных Cr, V и Ti, в интервале температур 50-300 К
Статья научная
Экспериментально исследована теплопроводность пяти образцов корунда с различными примесями: 0,15 ат. % V, 0,5 ат. % Ti, 1,0, 1,25 и 1,5 ат. % Сr. Для образца с примесью Ti теплопроводность оказалась характерной для кристалла с существенной дефектностью.
Бесплатно
Термические свойства фаз системы Zn2V207 - Cu2V207
Статья научная
Методами дифференциально-термического и высокотемпературного рентгенофазового анализа исследован фазовый состав системы Zn2V207 -Cu2V207 в субсолидусной области. Определены границы областей существования твердых растворов на основе всех модификаций пированадатов меди и цинка, установлен их характер плавления.
Бесплатно
Термическое расширение Na2ZnV207
Статья научная
Исследовано термическое расширение структуры двойного пированадата натрия-цинка Na2ZnV207 в интервале температур 30-600 °С. Показано, что коэффициенты термического расширения параметров кристаллической решетки не меняются с ростом температуры. Наблюдается раширение структуры вдоль оси с, при этом в плоскости я1я2 структура становится более компактной. Определена роль ионов натрия в термических деформациях пированадата цинка.
Бесплатно
Термодинамический аспект выделения растворенного водорода в микропорах металла
Краткое сообщение
В работе предложена простая и наглядная теория заполнения водородом, растворенным в образце, пор и микротрещин в объеме металла на основе уравнения состояния газа и закона Сивертса. Выведенное аналитическое выражение для давления водорода в поре иллюстрируется численными расчетами для различных значений температур и содержаний водорода в железе. Полученные результаты применены для обсуждения проблемы зарождения флокенов в сталях.
Бесплатно
Течение Гартмана в слое жидкости с пространственно неоднородными свойствами
Статья научная
Рассмотрена задача о течении пространственно неоднородной электропроводной жидкости между параллельными плоскостями, перпендикулярно которым наложено магнитное поле. Распределения электропроводности и вязкости жидкости задаются линейными по толщине слоя функциями. Угловой коэффициент распределений характеризует максимальное отклонение свойств жидкости от соответствующих средних значений. Показано, что наличие неоднородности свойств жидкости приводит к искажению профилей скорости. Полученные профили характеризуются асимметрией и наличием точек перегиба. В качестве количественной меры асимметрии введена величина, равная отношению расходов в верхней и нижней половинах слоя. Определена зависимость этой величины от среднего числа Гартмана и параметров распределений неоднородности свойств. Показано, что начиная с некоторого относительно небольшого значения среднего числа Гартмана точки перегиба в профилях скорости появляются при любых значениях параметров распределений. Приведены оценки характерных перепадов температур и концентраций непроводящей примеси для жидкого натрия, при которых проявляются описанные эффекты.
Бесплатно
Течение Пуазейля для жидкости с переменной вязкостью
Краткое сообщение
Рассматривается течение Пуазейля в трубе для неньютоновской жидкости, динамическая вязкость которой зависит от скорости сдвига по степенному закону. Интегрированием уравнений Навье-Стокса получено аналитическое выражение для профиля скорости в сечении трубы, а также выражение для потока жидкости через сечение трубы, которые обобщают закон Пуазейля для ньютоновской жидкости.
Бесплатно
Тканевый композит. Оценка упругодиссипативных характеристик
Статья научная
Предложена математическая модель тканевого композита, позволяющая оценить его упругодиссипативные характеристики с использованием упругодиссипативных характеристик однонаправленного композита с теми же структурными компонентами (волокнами и матрицей) при той же объемной доле волокон. Согласно разработанной модели, представительный элемент тканевого композита рассматривается в виде последовательного и параллельного соединения ячеек, содержащих однонаправленный композит с различными направлениями укладки волокон. Кроме того, модель учитывает тип переплетения нитей в композите (рассмотрено полотняное переплетение, саржевое и сатиновое).
Бесплатно
Статья научная
Для дисперсных гелевых оксигидратных систем характерно структурирование, которое является результатом действия между макромолекулами оксигидратой фазы разнонаправленных сил электростатического отталкивания и межмолекулярных сил притяжения Ван-дер-Ваальса [5]. Взаимодействие, как правило, осуществляется при участии дисперсионной электролитной среды ДЭС. Поэтому изменение в пространственной ориентации ДЭС (или структуры ДЭС), содержащей ионные заряженные частицы и молекулы воды напрямую оказывают влияние на процессы структурной организации системы в целом. Это находит отражение в появлении самопроизвольных пульсационных токовых выплесков (СПТ) у гелей оксигидрата циркония. Явление отражает конформационное полимерное разнообразие геля. Реструктуризация полимерных макромолекул геля оксигидрата циркония во времени (в интервале 25-40 суток старения в маточном растворе) обусловливает его фрагментарное «расщепление» с формированием удлиненных макромолекул, организованных, вероятно, по спиралеобразному смектическому типу. Сорбционные и дериватографические исследования подтверждают высказанные суждения о формировании «расщепленной» мезофазоподобной полимерной структуры.
Бесплатно
Топологические солитоны в двухцепочечной модели ДНК
Статья научная
Рассмотрена математическая модель нелинейной динамики ДНК. Получены солитонные решения, описывающие конформационные изменения в процессе функционирования ДНК. Проведено сравнение аналитических решений с результатами численного эксперимента.
Бесплатно
Топологические солитоны в однородной асимметричной модели молекулы ДНК
Статья научная
Рассмотрена математическая модель нелинейной динамики однородной, но асимметричной по основаниям искусственной молекулы ДНК. Получены солитонные решения, описывающие конформационные изменения в процессе функционирования ДНК. Исследовано влияние диссипации на динамику солитонов. Рассмотрено прохождение солитонов через границы однородных областей в искусственных последовательностях ДНК, приводящие к изменению топологии солитонов.
Бесплатно
