2018 Том. 15, No. 2(30)

2018 Vol. 15, No. 2(30)

Предисловие

Потапов А.А. К проблемам фрактальной радиоэлектроники. Часть 1. Обработка многомерных сигналов, радиолокация, нанотехнологии, радиотехнические элементы и датчики.

[скачать]

Аннотация

В работе представлены фрактальные подходы к решению задач радиоэлектроники на всех этапах излучения и приема радиоволн с последующей обработкой поступающей информации. В данной части статьи рассмотрены вопросы обработки потоков информации в радиосистемах.  Представлены основы схемотехники новых типов фрактальных антенн и фрактальных датчиков, дан эскиз развития фрактальных нанотехнологий. Приведено краткое описание особенностей электродинамического моделирования реальных миниатюрных фрактальных антенн. Дано обоснование фрактально-скейлинговой или масштабно-инвариантной радиолокации.

Потапов А.А. К проблемам фрактальной радиоэлектроники. Часть 2. Распространение и рассеяние радиоволн, радиотепловые эффекты, новые модели, большие фрактальные системы.

[скачать]

Аннотация

Во второй части статьи рассмотрены фрактальные эффекты, возникающие при распространении и рассеянии волн в случайно-неоднородных средах. Уточнено уравнение радиолокации при зондировании фрактального объекта. Предложены модели на основе фракталов и странных аттракторов для процессов рассеяния радиоволн растительными покровами.

Кажикенова С.Ш. Компьютерное моделирование потока высокотемпературных расплавов.

[скачать]

Аннотация

Одним из наиболее конструктивных методов изучения физических свойств расплавов является компьютерное моделирование. Это объясняется большой теоретической и прикладной ценностью информации, полученной в отношении коэффициентов переноса, в частности объемной и сдвиговой вязкости. Однако для конкретных расчетов необходим детальный физико-математический аппарат. Цель работы –  реализация методики численного решения уравнений гидродинамики с привлечением корреляционных функций вязкости, определяемых с помощью квантовых потенциалов, исследование  распределения профиля скоростей течения расплава, получение наиболее простой регуляризации исходной системы уравнений гидродинамики, содержащей в себе физический смысл. Для реализации такой программы мы будем использовать методы статистической физики. К моменту предлагаемых исследований были известны способы решения уравнений гидродинамики для низкотемпературных жидкостей без учета объемной вязкости. В данной работе предложена математическая модель течения высокотемпературных расплавов, учитывающая природу ближнего порядка в них и учитывающая второй коэффициент вязкости методами статистической физики. Построено распределение скоростей течения расплава на основе численных экспериментов. Разработан алгоритм численного интегрирования уравнений гидродинамики, позволяющий прогнозировать технологические параметры розлива металлических расплавов.

Саулебеков А.О., Трубицын А.А., Камбарова Ж.Т., Саулебекова Д.А. Электростатический энергоанализатор заряженных частиц   на основе квадрупольно-цилиндрического поля в режиме фокусировки «кольцо-ось».

[скачать]

Аннотация

Проведено исследование корпускулярно-оптических параметров схемы электростатического энергоанализатора на основе квадрупольно-цилиндрического поля, предложенной ранее. Рассмотрен режим работы энергоанализатора, при котором источник заряженных частиц  расположен на внутреннем цилиндре, а детектор – на оси симметрии (фокусировка «кольцо-ось»). Рассчитаны фокусирующие свойства квадрупольно-цилиндрического зеркала. Построена аппаратная функция. Оценено относительное энергетическое разрешение и светосила устройства.

Дудин И.В.,  Нариманов Р.К., Нариманова Г.Н. Момент сопротивления при вращении эллипсоида в вязкой жидкости

[скачать]

Аннотация

На примере эллипсоида показано, что при вращении твердого тела в жидкости, на него со стороны последней действует сила сопротивления. Данная сила создается как силами трения, так и силами давления, которые возникают в результате проявления эффекта действия присоединенной массы. Разработана методика расчета сопротивления для произвольного тела. Установлены аналитические формулы для сил сопротивления вращающегося в вязкой жидкости эллипсоида. Полученные результаты применимы для расчета двухфазных течений в технических устройствах.

Кучеренко М.Г., Налбандян В.М. Формирование ширины спектрального контура плазмонного резонанса наночастиц при рассеянии электронов на фононах и граничной поверхности.

[скачать]

Аннотация

Произведена оценка эффективности метода сужения плазмонных резонансов наночастиц посредством снижения температуры. Показано, что для частиц радиусом менее 70 нм необходимо учитывать рассеяние электронов поверхностью частицы, которое существенно ограничивает возможности температурного регулирования рассеяния. Приведены данные по исследованию трансформации экситонных и плазмонных полос спектров поглощения сферических слоистых нанокомпозитов со структурой «кор-оболочка» во внешнем магнитном поле. Показано, что расщепление полосы плазмонного резонанса в магнитном поле можно наблюдать лишь при частотах рассеяния электронов ниже 1012 с-1.

Гученко С.А., Коваль Н.Н., Юров В.М., Крысина О.В., Завацкая О.Н. Свойства многослойных покрытий Ti/Cu

[скачать]

Аннотация

В настоящей работе использовались катоды Ti и Cu. Покрытия наносились на стальные образцы ионно-плазменным методом на вакуумной установки при одновременном распылении указанных выше катодов. Создавались многослойные покрытия следующим образом: в течение 2 минут наносился Ti, затем в течении 2 минут Ti+Cu. Всего наносилось 100 слоев в атмосфере аргона и азота. Электронно-микроскопическое исследование было проведено на растровом электронном микроскопе MIRA 3 фирмы TESCAN. Исследования проводились при ускоряющем напряжении 20 кВ и рабочем расстоянии около 15 мм. Оптическая микроструктура исследовалась на металлографическом микроскопе Эпиквант. Исследование микротвердости покрытий проводилось на микротвердомере HVS-1000 A. Результаты измерения микротвердости TiN+(Ti+Cu)N в азоте показывают увеличение твердости покрытия от стандартного для нитрида титана TiN значения H = 20 до H = 30 ГПа. Электронно-микроскопические исследования показали, что покрытия TiN+(Ti+Cu)N обычно обладают столбчатой структурой с нитевидными зернами диаметром 2–5 нм, вытянутыми в сторону роста. При скольжении нитрида титана TiN по обычной углеродистой стали и комнатной температуре коэффициент трения составляет 0,9, а коэффициент трения многослойного покрытия TiN+(Ti+Cu)N уменьшается в 3 раза и не превышает 0,3. Увеличение твердости покрытия TiN+(Ti+Cu)N и уменьшение коэффициента трения в 3 раза в совокупности приводит к существенному повышению износостойкости. Это особенно важно для режущего инструмента. Если сложить все преимущества полученных покрытий, включая стойкость к высокотемпературному окислению и сравнительно небольшую их стоимость, то можно ожидать, что многослойные покрытия TiN+(Ti+Cu)N найдут широкое применение в металлообрабатывающей промышленности, машиностроении, энергетики и ряде других направлениях.

Шайкенова А.А., Бейсенов Р.Е., Муратов Д.А. Рост кристаллов WS2 методом химического парофазного осаждения.

[скачать]

Аннотация

Изучены синтез и характеристика монокристаллов WS2, выращенных методом химического осаждения из паровой фазы (CVD), путем сульфуризации тонкого слоя оксида вольфрама на кварцевой подложке. Синтез WS2 проводился при 800-1000°C в системе CVD. Пар серы транспортировался аргоновым газом (500 sccm). Получены монокристаллы WS2, исследованы на оптическом микроскопе, проведен Рамановский анализ и фотолюминесценция. Оптический микроскоп показал образование треугольных однофазных кристаллических структур доменов WS2. Толщина WS2составляет 6 слоев, что определяется комбинационной спектроскопией. Анализ фотолюминесцентной спектроскопии показал сильный пик между 600-660 нм, как правило для монослойного кристалла WS2, где ширина запрещенной зоны равна 1,96 эВ.

Шайкенова А.А., Бейсенов Р.Е., Муратов Д.А. Изучение механизма формирования графена при синтезе химического парофазного осаждения

[скачать]

Аннотация

Благодаря своим уникальным свойствам 2D материалы имеют большой потенциал в различных областях применения. Утверждается, что метод химического осаждения из паровой фазы (CVD) широко используется в синтезе графена. В данной работе обсуждаются результаты экспериментов по синтезу графеновых слоев методом химического осаждения из паровой фазы (CVD) на медной (Cu) фольге. Однако желаемое качество графеновых слоев не всегда достижимо. Следовательно, для крупномасштабных приложений необходим управляемый синтез по размеру и морфологии домена. Приведены примеры параметров синтеза поликристаллического и монокристаллического графена. Механизм образования графена изучен в процессе синтеза. Процессы подготовки образца и основные механизмы роста многослойных и однослойных графена методом CVD обсуждалось. Полученные CVD графеновые слои характеризуются рамановским, АСМ и СЭМ анализом.

Ибраев Н.Х., Афанасьев Д.А. Особенности электрических характеристики полупроводниковых полимерных пленок, допированных наночастицами серебра.

[скачать]

Аннотация

 Изучены электрические свойства композитных пленок на основе полимера PEDOT:PSS с добавками наночастиц Ag и наноструктур Ag–TiO2. Измерения вольт-амперных характеристик полимерных солнечных ячеек показали рост тока короткого замыкания при добавлении наночастиц Ag и наноструктур Ag–TiO2 в полимер PEDOT:PSS. Так-же наблюдается рост скорости рекомбинации в ячейках с наночастицами серебра. При измерениях электрического импеданса полимерных солнечных ячеек обнаружен значительный рост диэлектрической проницаемости пленки PEDOT:PSS, содержащей наночастицы серебра.

Безродный М.К., Сакипов К.Е., Айтмагамбетова М.Б., Жакишев Б.А. Использование системы тонкой очистки газов при утилизации промышленных и бытовых отходов.

[скачать]

Аннотация

В работе решается задача о инерционном способе осаждения частиц пыли (или капель жидкости), который основан на изменении направления движения газа со взвешенными в нем частицами. Действительно одной из самых серьезных экологических проблем, стоящих перед человечеством, является загрязнение окружающей среды бытовыми и промышленными отходами. Эти отходы в основном обладают такими нежелательными свойствами, как токсичность, канцерогенность, мутагенность, коррозия, реакционная способность и пожароопасность. Известно, что эффективность любой системы газоочистки определяется ее способностью удалять мелкие частицы из газового потока. Чтобы получить решение данной задачи рассмотрели возможность разделения гетерогенных газовых смесей,  разработкой тонкой очистки газов на базе градиентного сепаратора. Система тонкой  очистки газов на базе градиентного сепаратора предназначена для очистки газовых потоков от диспергированных частиц, сепарации аэрозолей, возгонов, разделения гетерогенных газовых смесей на отдельные компоненты.

Сакипов К.Е., Абиров А.А., Шарифов  Д.М., Махмудов Б.Н. Результаты экспериментальных исследований вихревого гидроэлеватора.

[скачать]

Аннотация

В статье приводятся результаты экспериментальных исследований для оценки оптимальных режимов работы вихревого гидроэлеватора системы автономной водоочистки.  На основе экспериментальных исследований показано, что закрутка рабочего и всасываемого потоков значительно увеличивает эжекционную способность вихревых гидроэлеваторов. Проводимый анализ полученных результатов (кривых зависимостей коэффициента эжекции от параметров закрутки), позволяют сделать вывод, что существуют оптимальные критические значения для вихревого гидроэлеватора и гидроэлеватора с тангенциальным подводом всасываемой среды, при котором достигается наибольшее значение коэффициента эжекции. Также выявлены, что закрученные активный и пассивный потоки коренным образом влияют на механизм вовлечения всасываемой жидкости в камеру смешения гидроэлеватора. Увеличение интенсивности закрутки увеличивает подмешивание потока, при этом возникают большие градиенты давления не только в осевом, но и в радиальном направлении, что приводит к увеличению коэффициента эжекции. Таким образом, на основе проводимые экспериментальные исследования и предварительных технико-экономических расчетов можно сделать вывод, что использование вихревых гидроэлеваторов при гидро-транспортировании различных смесей позволит значительно сократить энергозатраты и повысить эффективности их применения.

Перчаткина Е.В., Миньков Л.Л. Численное решение задачи о сверхзвуковом течении газа в плоском канале с осциллирующей верхней стенкой

[скачать]

Аннотация

В данной работе решается задача о сверхзвуковом течении газа в плоском канале с подвижной непроницаемой для газа верхней границей, совершающей колебания по гармоническому закону. Для получения численного решения уравнений газовой динамики реализована разностная схема с использованием расчета потоков по методу Ван Лира первого порядка аппроксимации по пространству и времени. Дана особая форма потоков в уравнениях газовой динамики, позволяющая рассчитывать потоки на гранях ячеек разностной сетки с использованием метода Ван Лира. В зависимости от типа гармонического закона и начальных условий притока газа исследованы особенности распространения угловой ударной волны в движущихся криволинейных областях. Установлено, что при определенной частоте колебаний наличие пристеночных колебаний практически не влияет на режим потока внутри домена. Сравнение численного решения, полученного  с помощью разработанной программы, с решением по программе Ansys Fluent показывает корректность результатов.

Ершина А.К., Ыдырысова А.А. Определение аэродинамических характеристик парусной ветротурбины.

[скачать]

Аннотация

Ветротурбины по принципу работы можно разделить на 3 типа: парусные (Савониус), пропеллерные и крыловые (типа Дарье) ветротурбины. В статье кратко изложены основы теории парусной ветротурбины. Определены аэродинамические характеристики: коэффициенты подъемной силы и лобового сопротивления, мощность турбины, коэффициент  использования энергии ветра, степень быстроходности и др. Представлены результаты сравнения расчетных и экспериментальных данных. Показано удовлетворительное согласие результатов расчета с известными экспериментальными данными.

Саттинова З.К, Рамазанова Г.И., Жапбасбаев У.К., Асилбеков Б.К., Мусенова Э.К. Исследование тепловых режимов процесса формования термопластичного шликера оксида бериллия

[скачать]

Аннотация

Приводятся результаты экспериментов и расчетов математической модели движения и теплообмена шликерной массы в кольцевой полости. Результаты экспериментов были анализированы и обобщены с использованием математической модели. Численные расчеты проводились при тех же режимных параметрах и условиях проведения экспериментов, которые позволяют прогнозировать условия появления дефектов при формовании изделий, получить распределения полей температуры, показывающие динамику охлаждения и отвердевания термопластичного шликера, отследить изменение температурно-фазовых полей в процессе отвердевания. Результаты расчетов находятся в согласии с данными экспериментов, и показывают физическую обоснованность предложенной математической модели процесса формования бериллиевой керамики.

Шрагер Э.Р., Сақыпова С.Е., Танашева Н.К., Ахмерова Қ.Е., Ботпаев Н., Кұсайынова А.Қ. Исследование  электро-физических параметров  ветротурбин.

[скачать]

Аннотация

В статье рассматриваются результаты изучения эффективности ветроэнергетических установок малой и средней мощности.  Обсуждаются результаты испытаний в условиях естественного ветра двух различных макетов ветротурбин комбинированных со специально разработанным малооборотистым электрогенератором. Приведено описание устройства и технических параметров ветротурбин. Получены  зависимости электро-физических характеристик от скорости естественного ветра в течение длительного времени. Показано, что вырабатываемая мощность электрогенератора, соединенного с ветроколесом в цилиндрическими лопастями, больше мощности генератора с ветроколесом парусного типа

Шаймерденова К.М., Стоев М., Тусыпбаева А.С., Рахманқызы А.,Секербаева Г. Анализ влияния электро-разрядной обработки воды на степень ее  очистки.

[скачать]

Аннотация

В данной статье рассматривается исследование анализа влияния электроимпульсных разрядов на степень очистки воды. Приведено описание техники измерения удельной электрической проводимости с помощью кондуктомера. Показан технический регламент получения очищенной и обеззараженной воды при электро-разрядной обработке. В ходе исследований было изучено изменение солесодержания и удельной электропроводности водопроводной и природной образцов воды после обработки электроимпульсным методом. В экспериментах учитывалось время обработки и количество электро-импульсных разрядов.

Файзуллаев А.Р., Астанов С.Х., Эргашева Н.М Применение спектроскопии в процессе получения красителей из луковой шелухи.

[скачать]

Аннотация

В статье рассматривается технология получения красителя из отходов в форме шелухи лука. Спектроскопическими методами определена температура экстракции в режиме пигментов. Показано, что биофлавоны и экстракты из шелухи лука имеют тенденцию образовывать комплексы с ионами металлов. Установлено, что реакции комплексообразования с ионом металла кверцетина характеризуются образованием связи с металлом при переносе электрона с d-орбиталей металла на π *-орбитали кверцетина. Результаты изучения естественных красителей шелухи лука и коры растений Руян применимы в текстильной промышленности. Определены основные красящие пигменты красителей и предложены методы стабилизации красителей.

Жунусов Е.Т., Жумадилов К.Ш., Чайжунусова Н.Ж., Саякенов Н.Б., Шабдарбаева Д.М., Гныря В.С., Азимханов А.С., Степаненко В.Ф., Фуджимото Н., Шичиджо К., Хоши M. Применение дозиметрических методов при внутреннем облучении органов и возможном влиянии на отдаленные эффекты.

[скачать]

Аннотация

Было проведено внутреннее дозиметрическое исследование по воздействию пыли порошка 56Mn на крыс во время эксперимента по изучению эффекта воздействия на реакторном комплексе Байкал-1 (г. Курчатов, Восточно-Казахстанская область). Данное исследование проводилось группой ученых из Японии, Казахстана и Российской Федерации. Было важно изучение влияния радиации, обусловленное эффектом возможного воздействия на человека, и эффектом возможного внутреннего облучения из-за близкого расположения к Семипалатинскому испытательному ядерному полигону и постэффектам облучения вследствии атомной бомбардировки в Хиросиме и Нагасаки, аварии на Чернобыльской АЭС и других. Проведено сравнение данных двух сценариев облучения крыс: а) экспериментальный бокс снабжался только воздушным фильтром (предназначенным для дыхания животных); б) экспериментальный бокс снабжался системой принудительной вентиляции. После облучения радиоактивным порошком 56Mn измерялась активность  в органах и тканях крыс. Проведено сравнение результатов оценки внутренних доз облучения нейтронно-активированным 56Mn в порошке, распыленном в боксах на экспериментальных животных