Семинар ИПМех РАН «Механики систем» имени академика РАН А.Ю. Ишлинского

<<<Рассматривается широкий класс тензорно нелинейных изотропных несжимаемых сплошных сред, которые могут обладать скалярным потенциалом напряжений по скоростям деформаций. Приводятся постановки линеаризованных задач устойчивости как стационарных, так и нестационарных (разгон-торможение, колебательные режимы) течений таких сред в движущихся трёхмерных областях относительно трёхмерной картины кинематических и силовых возмущений. Развивается техника метода интегральных соотношений, позволяющего получать достаточные интегральные, или энергетические, оценки устойчивости. Общие оценки устойчивости, в том числе и экспоненциальной, уточняются для каждого конкретного вида сред – тензорно линейных, или квазилинейных, сред, обладающих либо не обладающих скалярным потенциалом, тела Бингама, тела Сен-Венана, ньютоновской вязкой жидкости. Результаты работы имеют практические выходы в механике технологических процессов, при расчёте на устойчивость и оптимизации различных режимов силовой обработки материалов (прессование, вытяжка, последовательное растяжение-сжатие).

<<<Приведены основные положения, модели, критерии и экспериментальные методы двухпараметрической упругой и упругопластической механики разрушения трехмерных тел с трещинами и вырезами. Особое внимание уделено современным представлениям об асимптотическом поле напряжений, деформаций и перемещений в окрестности вершины трещины. В качестве параметров стеснения деформаций по фронту трещины в трехмерных телах использованы несингулярные составляющие асимптотического поля упругих и упругопластических напряжений, характеризующие стеснение деформаций вдоль фронта трещины. Проведена верификация предложенных критериев разрушения. Приведены примеры реализации критерия разрушения для одноосного и двухосного растяжения пластин со сквозными трещинами и при варьировании толщины пластин. Приведены результаты трехмерного численного исследования параметров локального стеснения деформаций в задачах двухпараметрической механики разрушения тел с трещинами и вырезами. Рассмотрены экспериментальные методы определения несингулярных напряжений в окрестности фронта трещины. Модели двухпараметрической механики разрушения адаптированы к решению проблем усталостного и динамического распространения трещин, эволюции параметров механики разрушения в неоднородных полях остаточных напряжений и повреждений, торможения трещин, поиска траектории трещины. Сформулированы и проиллюстрированы основные положения и методы детерминированных и вероятностных расчетов на прочность по критериям двухпараметрической механики разрушения.

<<<Большинство течений жидкости и газа в технике и природе происходит в турбулентном режиме. Переход от ламинарного режима течения к турбулентному сопровождается значительными изменениями основных характеристик потока, такими, например, как трение и теплообмен на обтекаемых поверхностях, которые возрастают в разы, а иногда и на порядки. Поэтому развитие средств описания, предсказания и управления турбулентностью является чрезвычайно актуальной задачей. В последние десятилетия наряду с традиционными экспериментальными и теоретическими методами исследования турбулентных течений получил развитие новый мощный и удобный подход, основанный на результатах численного решения полных уравнений динамики вязкой жидкости – уравнений Навье-Стокса. Этот метод получил название метода Прямого численного моделирования, или DNS (Direct numerical simulation). Он позволяет рассчитывать и анализировать турбулентные течения в их исчерпывающей полноте во всех значимых диапазонах временных и пространственных масштабов. Такие возможности требуют и существенных затрат в ресурсах памяти и производительности используемой вычислительной техники, поэтому применение метода DNS ограничено в настоящее время лишь простейшими конфигурациями и умеренными значениями характерных чисел Рейнольдса. Основное предназначение DNS видится не в определении каких-то средних параметров гидравлического характера, а выявление фундаментальных свойств исследуемых течений, недоступных для изучения другими методами. В докладе некоторые возможности DNS будут показаны на примере обсуждения конкретной проблемы, касающейся установления физических механизмов возникновения и самоподдержания турбулентности в пристенных течениях. На примере исследования интересного гидродинамического объекта, так называемого модельного порыва, будут описаны процессы воспроизведения изучаемого явления в численном расчёте, выделение отдельных структурных составляющих, определения динамических и корреляционных связей между ними. Результатом исследования является полное описание всех деталей механизма самоподдержания колебаний в рассматриваемом течении.