No abstract

В качестве объекта исследования выступала смесь измельченных зерен масличной куль-туры, пропитанных маслом, подвергавшихся деформированию при плунжерном прессовании. Целью моделирования было определение скорости оттока растительного масла при заданных условиях нагружения. Обрабатываемый материал в этой модели был представлен двухфазной смесью. Первой фазой был жмых масличной культуры, игравший роль пористого скелета. Расти-тельное масло, насыщающее пористый скелет, являлось второй фазой среды. Для описания поведения материала был применен подход динамики многофазных сред. Для каждого из компо-нентов смеси были составлены балансовые уравнения. Фильтрация была описана введением силы межфазного взаимодействия. На основе проведенных ранее исследований для описания свойств пористого скелета и масла была использована модель вязкой жидкости. Вязкость порис-того скелета предполагалась зависящей от давления. Численное решение задачи было выпол-нено в двумерной постановке для среднего сечения камеры отжима с применением метода ко-нечных элементов. В качестве основных неизвестных величин выступали поля скорости и давле-ния компонентов смеси. В соответствии с распространенным в подземной гидродинамике подходом пористость материала предполагалась зависящей от эффективного давления пористо-го скелета. Дискретизация области проводилась с помощью четырехугольных девятиузловых конечных элементов с линейным и квадратичным порядком аппроксимации полей давления и скорости соответственно. В полученных решениях распределение содержания масла по длине каме-ры отжима проявляет нелинейность при высоких внешних нагрузках. Также было показано, что значи-тельное влияние на расход отжатого масла оказывает изменение пористости в процессе прессования.Ключевые слова: отжим, пористая среда, фильтрация, двухфазная смесь, вязкая жид-кость, метод конечных элементов. S.D. Anferov, O.I. Skul'skiy, E.V. SlavnovInstitute of Continuous Media Mechanics UrB RAS, Perm, Russian Federation MATHEMATICAL MODELLING OF VEGETABLE OIL PLUNGER EXTRACTIONThe research relates to studying a mixture of grained oilseeds saturated with oil and deformed with plunger molding. Mathematical simulations aim was determination of oil extraction velocity under the set loading conditions. Current statement treats processed material as biphasic mixture. Oilseed cake presented the first phase, which also was material's porous skeleton. Vegetable oil filling the porous skeleton was the second phase of the mixture. Multiphase dynamics approach was applied in current research for material behavior description. Balance equations were set up for each mixture compo-

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, РоссияПредложена математическая модель процесса легирования поверхности металла с помощью импульсного лазерного излучения, в которой учитывается зависимость температурного градиента поверхностного натяжения от концентрации поверхностно-активного вещества в расплаве и температуры разогрева. Проведено численное моделирование, результаты которого выявили развитие многовихревых течений, способствующих проникновению легирующего материала в глубину расплава.Ключевые слова: легирование металла, лазерное излучение, конвективный тепломассоперенос, численное моделирование NUMERICAL STUDY OF THE EFFECT OF A SURFACE ACTIVE AGENT ON CONVECTIVE MASS TRANSFER IN LASER SURFACE MELTING OF METAL V.N. Popov Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS, Novosibirsk, RussiaA mathematical model is proposed to describe the process of surface alloying of metals by laser pulses. The model takes into account the dependence of the surface tension gradient induced by temperature on the concentration of a surface active agent in the melt and on the heating temperature. Numerical simulation reveals the probability of occurrence of multi-vortex flows that promote the penetration of the alloying material into the metal.Key words: metal alloying, laser radiation, convective heat and mass transfer, numerical simulation ВведениеЛазерное излучение находит широкое применение при модификации поверхностей деталей для улучшения их эксплуатационных свойств, таких как твердость, термо-и износостойкость, антифрикционность, коррозионностойкость и тому подобных. Легирующие элементы либо вводятся в расплав газовым потоком, либо предварительно наносятся на поверхность материала в виде покрытия или слоя порошка и проникают в него при подплавлении. Процессы, происходящие в поверхностном слое металлов при воздействии лазерного излучения, изучаются довольно продолжительное время [1][2][3][4][5][6][7]. Известно, что одним из главных факторов, определяющих качество легирования с применением лазерного излучения, является термокапиллярная конвекция. Наряду с этим, в последние годы появились работы, обсуждающие влияние присутствующих в расплаве примесей поверхностно-активных веществ (ПАВ) на температурный градиент поверхностного натяжения [7][8][9][10][11], который определяет структуру течений в образующейся жидкой лунке.В настоящей работе с использованием численного моделирования исследуется распределение легирующего материала, проникающего в металлическую подложку с ее поверхности при импульсном лазерном воздействии. Считается, что процесс имеет нестационарный характер и охватывает разогрев металла, его плавление, тепло-и массоперенос в расплаве и далее, после окончания импульса, затвердевание. В качестве подложки выступает сплав железа с углеродом (0,42 % по массе), в качестве легирующего материала -сера. Эта система выбрана ввиду наличия у входящих в нее материалов известных значений теплофизических параметров и физических констант [11,12], необходимых...

Рассмотрены процедуры сжатия, сглаживания, фильтрации и корректировки экспериментальных данных, регистрируемых современными испытательными установками и системами сбора данных в виде временных рядов. Для достижения кусочно-непрерывной аппроксимации использованы полиномы Чебышева и сплайны наилучшего приближения, проходящие через первую заданную точку на отрезках между соседними точками разрыва первой производной. Реализованы итерационные процедуры построения полиномов и сплайнов с различными критериями оптимальности и селекцией данных.Ключевые слова: временные ряды, полиномы Чебышева, сплайны наилучшего приближения, кусочно-непрерывная аппроксимация, учет точек разрыва первой производной, критерии оптимальности сплайна, селекция данных PRIMARY PROCESSING OF EXPERIMENTAL DATA OF MODERN TESTING MACHINE FOR IDENTIFICATION OF RHEOLOGICAL MODELS A.A. Adamov Institute of Continuous Media Mechanics UB RAS, Perm, RussiaThe procedures of compression, smoothing, filtration and correction of experimental data in the form of time series recorded by modern test machines are considered. The piecewise-continuous approximations are obtained by using Chebyshev polynomials and best spline approximations going through the first prescribed point on the sections between neighboring points of discontinuity in the first derivative. The iteration procedures for constructing polynomials and splines based on different optimality criteria and data selection have been realized.Key words: time series, Chebyshev polynomials, best approximation by splines, piecewise-continuous approximation, consideration of points of discontinuity in the first derivative, spline optimality criteria, data selection ВведениеРазвитие экспериментальной техники сопровождается ростом объёмов регистрируемой информации в цифровом представлении. Современные экспериментальные установки имеют программное обеспечение, позволяющее сохранять результаты опытов в собственных форматах и экспортировать первичные текстовые файлы данных (ПТФД). Эти файлы, как правило, содержат текстовые и числовые сведения об установке, исследуемом объекте, заданных условиях воздействия и режимах регистрации, а также таблицы результатов измерения величин в различные дискретные моменты времени. Рассмотрим проблемы эффективного и наиболее полного использования таких табличных данных о результатах испытаний образцов на машине Zwick Z100SN5A в задачах идентификации и аттестации реологических моделей механики деформируемого твердого тела (МДТТ).Структура типичного ПТФД с результатами испытаний при использовании программной оболочки testXpert v9.0 фирмы Zwick&Roel показана на рисунке 1. В текстовом файле между знаками $ содержится информация о программе испытаний, операторе, испытываемом образце, режимах нагружения и регистрации данных, параметрах испытательной машины и используемых датчиков. Далее идет таблица результатов измерения по выбранным каналам измерения: продолжительность опыта (по таймеру управляющего компьютера), перемещение подвижной траверсы (согласно датчику перемещения траверсы), номи...

Рассматривается равновесие вязкой жидкости, которая частично заполняет цилиндрическую полость конечной длины, вращающуюся с постоянной угловой скоростью. Предполагается, что поле тяжести отсутствует. При краевом угле, равном π/2, наблюдается такая форма равновесия, когда свободная поверхность также является цилиндрической,тривиальная форма равновесия. Существуют значения числа Вебера (бифуркационные значения), при которых от тривиальной формы равновесия ответвляются нетривиальные формы. Численно построены графики осесимметричных равновесных форм жидкости. Показано, что при увеличении значения числа Вебера нетривиальные формы все больше отклоняются от цилиндрического равновесного состояния. С дальнейшим ростом величины числа Вебера меняется топология равновесных форм, так как они касаются или стенки полости (при малой толщине слоя), или ее оси (при большой толщине). Равновесные состояния исследованы на устойчивость на основе принципа минимума потенциальной энергии. Цилиндрическое состояние неустойчиво при числах Вебера, меньших бифуркационного значения, и при его незначительном превышении. Найдено значение числа Вебера, при котором тривиальная форма равновесия становится устойчивой. Нетривиальные равновесные формы неустойчивы при всех допустимых значениях числа Вебера.