2017 Vol. 14, No. 2(28)

2017 Vol. 14, No. 2(28)

Сомсиков В.М. От законов Классической Механики к законам Термодинамики.

[скачать]

Аннотация

Предложено обоснование законов термодинамики на основе законов классической механики. Обоснование термодинамики опирается на механику структурированных частиц (СЧ). Отличие этой механики от классической механики состоит в том, что в классической механике используется модель тела в виде материальной точки (МТ), а в механике СЧ используется модель в виде СЧ. В качестве такой СЧ берется система, состоящая из достаточно большого количества потенциально взаимодействующих МТ. Показано, как термодинамический принцип энергии связан с дуализмом энергии, на основе которого построена механика СЧ. Поясняется, что такое Д- энтропия. Показано, как модифицируется формула Больцмана энтропии в соответствии с расширенным уравнением Лиувилля, полученном в механике СЧ.

Хейфец М.Л., Витязь П.А., Колмаков А.Г., Клименко С.А., Сенють В.Т. Физико-химический анализ неравновесных процессов синтеза наноструктурных  конструкционных материалов и покрытий.

[скачать]

Аннотация

В статье рассматриваются  основные принципы анализа физико-химических диаграмм для изучения неравновесных процессов формирования структур и фаз наноструктурных материалов и покрытий на макро-, мезо-, микро- и наноструктурном уровнях.  Показано, что для неравновесных процессов синтеза материалов и покрытий  на разных уровнях целесообразно дополнить основные принципы физико-химического анализа. Принцип непрерывности  необходимо дополнить рассмотрением диссипации энергии при формировании структур и фаз. Принципы соответствия и совместимости необходимо расширить на основе фрактальных представлений геометрических образов и изучения возможных путей эволюции системы. Принципы трансформации фракталов при синтезе материалов обуславливают  целесообразность мультифрактальной параметризации для определения механизмов формирования наноструктур в многокомпонентных материалах и покрытиях.

Костромина О.С., Потапов А.А., Ракуть И.В., Рассадин А.Э.  Суммарные гармонические искажения в колебательном контуре  c сегнето-электрическим конденсатором с отрицательной емкостью.

[скачать]

Аннотация

Рассмотрен колебательный контур, в который в качестве конденсатора включена двуслойная сегнетоэлектрическая структура, обладающая отрицательной ёмкостью. Показано, что заряд такого конденсатора описывается уравнением Дуффинга с гомоклинической «восьмёркой». Вычислена зависимость коэффициента нелинейных искажений по напряжению на этой двухслойной структуре от электромагнитной энергии, запасённой в контуре. Определена асимптотика этого коэффициента вблизи гомоклинической восьмёрки. Даны оценки порядков физических величин в контуре.

Карибаев Б.А., Жанабаев З.Ж., Темирбаев А.А., Иманбаева А.К., Намазбаев Т.А. Диаграммы направленности и ширина главного лепестка новой фрактальной антенны.

[скачать]

Аннотация

Важным элементом любых приемопередающих беспроводных устройств являются антенны, форма которых влияет на качество передачи и получения информации. Для этих систем требуются многодиапазонные широкополосные антенны, размеры которых невелики. В настоящей работе описаны экспериментальные результаты по определению диаграммы направленности новой фрактальной антенны на основе анизотропной кривой. Фрактальные структуры, на основе которых построены антенны, обладают свойствами самоподобия и характеризуются масштабными эффектами. Все это обеспечивает уникальную по сравнению со стандартными типами антенн характеристики однородности диаграммы направленности излучения в широком диапазоне частот, минимизируя (в 5-10 раз) линейные размеры антенн, что особенно важно для диапазонов дальней связи. Ширина луча антенны представляет собой угловую ширину, выраженную в градусах, которая измеряется на основной доле диаграммы направленности антенны. Также приведены экспериментальные результаты по определению ширины образца прототипа анизотропной фрактальной антенны. Для экспериментов был использован созданный ранее нами программно-аппаратный комплекс. Здесь в качестве излучающей антенны использовалась анизотропная фрактальная антенна.

Карстина С.Г. Компьютерное моделирование и описание динамики образования устойчивых молекулярных кластеров в дисперсных матрицах с использованием мульти-фрактального анализа

[скачать]

Аннотация

В работе представлены результаты компьютерного моделирования процессов переноса энергии электронного возбуждения и аннигиляции в дисперсных молекулярных матрицах. Исследованы дисперсные молекулярные матрицы с различным типом начального распределения взаимодействующих молекул. Проведен мультифрактальный анализ распределения взаимодействующих молекул в исследуемой матрице на различных временных участках кинетических зависимостей. Показано, что образование устойчивых молекулярных структур при переносе энергии электронного возбуждения и аннигиляции приводят к изменению обобщенных фрактальных размерностей, параметра упорядоченности и информационной энтропии. На значения перечисленных параметров оказывают влияние температура матрицы, начальное распределение взаимодействующих молекул, число образующих кластер связанных узлов.

Комаров А.И., Сенють В.Т., Комарова В.ИСтруктура сверхтвердого композита, синтезированного из гексагонального нитрида бора и нановолокон нитрида алюминия.

[скачать]

Аннотация

В работе рассматриваются результаты исследования структуры, фазового состава и микротвердости сверхтвердого композиционного материала на основе кубического нитрида бора. Исследуемый материал получен из гексагональной модификации BN, модифицированной наноструктурным нитридом алюминия AlN. Описана методика рентгеноструктурного исследования, включающая рентгенографический фазовый анализ на автоматизированном комплексе на базе дифрактометра с записью в режиме сканирования. Микромеханические свойства  композита исследовались методом наноиндентирования. Показано, что полученный в условиях высоких давлений и температур материал содержит наряду с кубическим BN и нитридом алюминия AlN также борид алюминия AlB2 с гексагональной кристаллической решеткой.

Диханбаев Қ.К., Mұсaбeк Г.К., Сиваков В.А., Шабдан Е., Бондарев А.И. Термоэлектрические характеристики ZnO: Al пленки, полученные термическим и магнетронным распылением

[скачать]

Аннотация

В настоящей работе рассматривается температурные зависимости электрических характеристик проводящей и прозрачной пленки ZnO: Al, полученные двумя методами: термическое распыление в вакууме и магнетронное ионно-плазменное распыление. Измерялись температурные зависимости удельного сопротивления, концентрации, подвижности носителей заряда и полевой зависимости магнитного сопротивления. Показано, что легирование пленки ZnO алюминием различными способами распыления приводит к изменению переноса носителей заряда, дефектами примесных атомов и границ зерен, кроме того, с увеличением концентрации примесей сопротивление пленки остается постоянным. Измерение эффекта Зеебека показало, что магнитное сопротивление для всех исследуемых образцов отрицательно и уменьшается с ростом температуры и увеличением уровня легирования. Поэтому пленка ZnO:Al является электропроводящей. Абсолютное значение магнитного сопротивления не превышает 2,5%. Таким образом, пленки, полученные магнетронным распылением, могут быть использованы в качестве антиотражающего и устойчивого покрытия для текстурированных и кремниевых нанонитей.

Камбарова Ж.Т., Саулебеков А.О. Разработка зеркального энергоанализатора на основе электростатического квадрупольно-цилиндрического поля.

[скачать]

Аннотация

Статья посвящена разработке зеркального энергоанализатора на основе электростатического неоднородного квадрупольно-цилиндрического поля. Исследовано движение заряженных частиц в квадрупольно-цилиндрическом поле. Определены фокусирующие свойства электронно-оптической схемы энергоанализатора. Найден режим угловой фокусировки второго порядка типа «кольцо-кольцо». Получена аппаратная функция прибора.

Кумеков С.Е., Саитова Н.К., Сыргалиев Е.О. Миграция оптически возбужденных состояний в модифицированном хромовыми комплексами коллагене

[скачать]

Аннотация

Исследованы фотолюминесцентные свойства  коллагена, модифицированного комплексами хрома. Анализ спектров фотолюминесценции при возбуждении в ультрафиолетовой области показывает, что собственная фотолюминесценция коллагена испытывает тушение с увеличением  содержания хромовых комплексов. В модифицированном коллагене спектры люминесценции также деформируются с полным тушением фенилаланинового пика.  Измерена кинетика затухания фотолюминесценции образцов нативного и модифицированного коллагена, препаратов фенилаланина и тирозина. С увеличением  содержания хрома в модифицированном коллагене происходит перераспределение доминирующей роли излучающих центров коллагена от фенилаланинового остатка к тирозиновому.

Агельменев М.Е., Братухин С.М., Поликарпов В.В., Бектасова Г.С.,Сабиев С.Е., Салькеева А.К. Моделирование физико-химических свойств новых производных арилпропаргиловых эфиров фенолов.

[скачать]

Аннотация

Данная работа посвящена квантово-химическим исследованиям  структуры, дипольных моментов и экспериментам по компьютерному моделированию поведения  новые производных арилпропаргиловых эфиров с заместителями в пара- положениях фенильных фрагментов молекул. Установлено,  что дипольные моменты, теплоты образования и электро-отрицательность новых производных арилпропаргиловых эфиров фенолов в целом коррелируют между собой. Показано, что их структуры соединение имеют протяженную структуру, что может способствовать проявлению жидкокристаллических свойств. Изменения степени упорядоченности при росте температуры в соединении с атомом фтора соответствует этому предположению.  Установлено, что параллельные отжиги является оптимальным подходом при подобных исследованиях.  Обнаружено, что увеличение длины  молекул, при наличии мезогенности, будут иметь положительную диэлектрическую анизотропность. Установлено, что поиск температур фазовых переходов лучше осуществлять, используя в качестве исходного кластера отожженный построенный кластер при 10 пс.

Агельменев М.Е., Братухин С.М., Поликарпов В.В., Бектасова Г.С.,Сабиев С.Е., Салькеева А.К. Моделирование  системы, состоящей из нематических жидких кристаллов, углеродной двустенной нанотрубки  из  нанотрубки и молекул   фуллерена С60.

[скачать]

Аннотация

В работе представлены результаты компьютерного моделирования поведения нематических жидких кристаллов в присутствии молекул фуллеренов и углеродной двухстенной нанотрубки. Были исследованы 10 случаев расположения компонент системы относительно друг друга. В качестве нематических жидких кристаллов были арилпропаргиловые эфиры фенолов. Показано, что полярность усложняет процессы,  протекающие в системе. Обнаружено, что температурные зависимости информационной энтропии жидких кристаллов согласуются с изменением упорядоченности этих соединений. Установлено, что расположение  молекул фуллеренов на концах углеродных нанотрубок приводит к уменьшению упорядоченности жидких кристаллов.

Маханов К.М., Ермаганбетов К.Т., Исмаилов Ж.Т., Чиркова Л.В., Амочаева Г.П., Омарова Ж.Т., Аскербекова А.А. Исследование частиц графита и оксида алюминия в матрице полимерной пленки.

[скачать]

Аннотация

В работе представлены результаты по разработке методики изготовления пленок графита и оксида алюминия в полимерной матрице. Определены сложности, возникающие при формирований пленок на поверхности стеклянных и алюминиевых подложек. Установлено, что наилучшим материалом в качестве подложек является пластик. Представлены результаты измерения электрических параметров сопротивления пленок. Обнаружено, что при дополнительном нагреве подложек пленки из частиц графита получаются более однородными. Данные пленки стабильны к механическим воздействиям, так как не разрушаются при контакте с измерительными щупами.

Ибраев Н.Х., Сериков Т.М., Зейниденов А.К. Исследование структурных, оптических и фотокаталитических свойств нанотрубок TiO2

[скачать]

Аннотация

В работе разработан метод синтеза прозрачных пленок на основе нанотрубок TiO2, обладающих достаточной прочностью для использования в фотокатализе. Полученные материалы обладают упорядоченной структурой цилиндрических пор контролируемого диаметра с узким распределением по размеру. Исследованы спектры комбинационного рассеяния нанотрубок TiO2. Показано, что пики спектров комбинационного рассеяния характерны для структуры с анатазной формы. Произведен расчет по фотокаталитической эффективности наноструктурированных пленок TiO2.

Нурмаханова А.К., Афанасьев Д.А., Ибраев Н.Х., Влияние примеси KI на спектрально-кинетические свойства пленок поли (9.9-ди-н-октилфлуоренил-2.7-диил)

[скачать]

Аннотация

Исследованы спектрально–флуоресцентные свойства полупроводниковых пленок поли (9,9-ди-н-октилфлуоренил-2,7-диил) (PFO), допированных примесью KI. Анализ спектральных данных показал, что добавление соли KI приводит к уменьшению степени упорядоченности пленок PFO. Анализ величин вибронного расщепления (∆E), фактора Хуанга-Рисса (S), концентрационной зависимости интенсивности и времени жизни свечения PFO показал сложный характер зависимости фотоэлектронных процессов в полимере от концентрации примеси KI. Добавка KI в полимер приводит к ускорению фотопроцессов в PFO в наносекундном временном диапазоне и увеличивает концентрацию возбужденных триплетных состояний в полимере. Анализ спектрально-кинетических данных по аннигиляционной замедленной флуоресценции и фосфоресценции также указывает на рост неупорядоченности полимерных пленок при добавлении соли KI.

Загерис Гиртс, Якович Андрис, Геза Вадим Моделирование формирования шлака в газификаторе с потоком, захватывающем частицы.

[скачать]

Аннотация

Процессы газификации представляют большой интерес в возобновляемой энергетике из-за возможности получить синтез-газ из биоразлагаемых отходов. Поэтому важно изучить факторы, которые влияют на эффективность газификации и на долговечность машин, в которых происходит газификация. В исследовании основное внимание уделяется оптимизации газификатора, где частицы сырья захватываются потоком, за счет уменьшения образования шлака на его стенах и снижения затрат на техническое обслуживание. Для «газификатора в потоке» разработана математическая модель CFD как модель реального газификатора, представленная в 3D с соответствующей сеткой. Турбулентный поток газа в газификаторе моделируется с помощью k-ε подхода, учитывающего процессы испарения, сжигания и газификации угля. Проведены различные варианты моделей, получены результаты для разных позиций впуска воздуха и отслеживания частиц различных размеров, подвергающихся удалению летучих веществ и газификации. Модель идентифицирует потенциальные проблемные зоны, где большая часть частиц сталкивается со стенками газификатора. Это указывает на области риска, в которых, вероятно, образуются зольные отложения. В заключение обсуждается влияние размера частиц, поступающих в основной газификатор, на формирование зольного слоя на отверстии воздухозаборника. Предлагаются жизнеспособные решения для уменьшения количества нежелательных отложений. Кроме того, проведена оценка влияния различных факторов, таких как температура, свойства газа и  концентрация газа, и также различных сил, действующих на частицы, подвергающиеся газификации.

Сатыбалдин А.Ж, Айтпаева З.К., Оспанова Д.А. Исследование влияния катализатора на состав и структуру бензиновой фракции нефти при электрогидроимпульсной обработке.

[скачать]

Аннотация

В результате сложного практического осуществления электрогидроимпульсной обработки жидких сред до сих пор не достаточно полностью изучен механизм его влияния на свойства водно-органической дисперсной системы. Электрогидроимпульсная обработка смеси жидкости и углеводорода дает возможность в ряде случаев облегчить разделение легкой и средней фракции. В статье приведены результаты исследование влияния электрогидроимпульсного воздействия на свойства полученных фракций. В результате исследования определены условия, обеспечивающие максимальное уменьшение  величины кинематической вязкости нефти месторождения Каражанбас. Установлена продолжительность времени электро-гидроимпульсной обработки, при котором увеличивается выход легкой и средней фракций высоковязкой нефти.  Определены оптимальные параметры обработки высоковязкой нефти: значения разрядного напряжения коммутирующего устройства и емкости конденсаторной батареи.

Толеуов Г., Исатаев М.С., Сейдулла Ж.К. Экспериментальное исследование сложных потоков (трехмерный джет и тепловой след).

[скачать]

Аннотация

Проведены исследования теплообмена обтекаемой поверхности конечного размера. Показаны экспериментальные результаты исследования развития крупномасштабных образований в сложных потоках (след за телом). Обнаружены общие закономерности (аналогия) таких потоков с трехмерной свободной струей. Распределение полей скоростей в вихрях и вихревых кластерах в турбулентных свободных трехмерных струях были идентифицированы как одни из разновидностей сложных струйных потоков. Показано сравнение разновидностей сложных струйных потоков.

Ершин Ш.А., Ершина А.К., Ыдырысова А.А. Вертикально-осевая двухроторная ветроустановка Бидарье-1.

[скачать]

Аннотация

Статья посвящена проблемам современной ветроэнергетики. Описаны технические характеристики и преимущества двухроторных ветроэнергетических установок Бидарье. Показана концепция и принцип работы оригинальных вертикально осевых двухроторных полупромышленных образцов Бидарье-1. Предлагается использование независимого принципа работы вращающихся валов, соединенных с ветровой турбиной, как отличительная особенность конструкции этого энергоблока. Данная оригинальная конструкция Бидарье-1 позволяет получить высокий коэффициент использования энергии ветра.

Супрун Т.Т. Физическое моделирование нестационарного потока со следами.

[скачать]

Аннотация

Течение в межлопаточных каналах турбомашин является нестационарным из-за влияния следа от лопастных колец, расположенных вверх по течению. Колеблющийся цилиндр и беличье колесо являются наиболее распространенными генераторами следов для моделирования нестационарных потоков со следами. Целью работы есть сравнение гидродинамических характеристик внешнего потока для двух различных генераторов следов. Особое внимание уделено развитию методов разделения суммарной продольной пульсаций скорости на турбулентную и нестационарную составляющие и осреднения гидродинамических характристик внешнего потока с периодической нестационарностью путем замены такого течения бессдвиговым эквивалентом.

Сакипова С.Е., Танашева Н.К., Кусаиынова А.К. Изучение аэродинамики двухлопастной  ветротурбины с пористой поверхностью цилиндрических лопастей

[скачать]

Аннотация

В статье обсуждаются результаты изучения аэродинамических характеристик двухлопастной ветротурбины с вращающимися цилиндрами при различных условиях обтекания. Разработан и изготовлен макет двухлопастной ветротурбины с пористой поверхностью цилиндрических лопастей постоянного сечения. Кратко описываются характеристики опытного макета и методика проведения измерений. Приведены результаты аэродинамических испытаний ветротурбины при различных условиях обтекания. Получены зависимости подъемной силы, силы лобового сопротивления и силы тяги от скорости воздушного потока. Закономерности изменения аэродинамических сил двухлопастной ветротурбины с пористой поверхностью цилиндрических лопастей с увеличением скорости набегающего воздушного потока соответствуют физической картине обтекания.