№ 3 (2018)
Скачать выпуск
PDF
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
99-114 73
Аннотация
Введение: В данной статье рассмотрены проблемы, связанные с выносом проппанта, механических частиц породы, неразложившейся жидкости из трещины гидроразрыва пласта в скважину. Актуальность исследования обусловлена необходимостью совершенствования технологии освоения скважин после проведения гидравлического разрыва пласта. Цель статьи заключалась в разработке комплекса устройств, используемых для промывки перфоканалов и стенок скважины в интервале перфорации после осуществления гидроразрыва пласта. Материалы и методы исследований: при написании статьи использованы методы сопоставления и анализа отечественной и зарубежной нефтегазовой литературы, материалы патентных разработок, имеющих опыт применения технологии гидравлического разрыва пласта на нефтегазовых объектах. Результаты исследований и их обсуждение: Выявлена и обоснована необходимость разработки устройства для промывки интервала перфорации. Показано, что затвердевшие и вязкоупругие частички геля попадают в перфорационные отверстия и налипают на стенки каналов и скважины. В дальнейшем эти зоны отложений геля снижают проницаемость в перфоканалах. На основе проведенного исследования автором разработана конструкция устройства для декольматации, позволяющая сократить сроки освоения скважин с такими осложнениями после гидравлического разрыва пласта. Чтобы повысить производительность рассматриваемых скважин, необходимо промыть их представленным устройством в режиме максимального приближения к отложениям. Для лучшего выноса частиц на поверхность предлагается использовать пенные системы, генерируемые струйным насосом, который описан в данной статье. Выводы: разработан комплекс устройств, используемых для промывки перфоканалов и стенок скважины в интервале перфорации, который позволит в несколько раз сократить сроки освоения скважин после осуществления гидроразрыва пласта. Описываемые устройства защищены патентами Российской Федерации: Патент на изобретение № 2651869, «Устройство для декольматации скважин», заявка № 2017109500; Патент на изобретение №2643882, «Струйный насос», заявка № 2017114222.
115-124 89
Аннотация
Введение: актуальность работы заключается в необходимости решать задачи оптимизации газлифта в режиме минимального удельного расхода газа для предприятий нефтегазовой отрасли. Оптимизация работы газлифтных скважин и перераспределение закачиваемого газа позволяют более рационально использовать ресурсы газа и существенно повысить добычу на месторождениях СП «Вьетсов-петро». Материалы и методы: использованы параметры работы скважин периодического газлифта, перечень осложнений при эксплуатации малодебитных скважин. Результаты исследования: определены конструктивные особенности скважины, влияющие на работу установки периодического газлифта. Выявлен ряд неисправностей в газлифтной эксплуатации. Обоснованы методы повышения эффективности газлифтного подъемника. Обсуждение и заключения: автором проведен анализ причин неисправности в газлифтной эксплуатации, предложены мероприятия по их устранению. Проведен анализ мероприятий по повышению КПД газлифтного подъемника.
125-140 53
Аннотация
Введение: актуальность исследования обусловлена необходимостью выявления роли литогенной основы ландшафтов Большого Кавказа в формировании их геохимических особенностей и закономерностей миграции и концентрации химических элементов в различных ландшафтно-геохими-ческих условиях. Цель статьи заключается в изучении специфики геохимической дифференциации приповерхностных (почвообразующих) отложений ландшафтов Большого Кавказа. Материалы и методы: использован метод сравнения химического состава основных почвооб-разующих комплексов физико-географических подобластей северных склонов Большого Кавказа с региональным литогеохимическим фоном. Результаты исследования: Выявлена геохимическая дифференциация почвообразующих комплексов пород для физико-географических подобластей северных склонов Большого Кавказа, выделяемых при физико-географическом районировании территории. Области распространения отдельных комплексов почвообразующих пород рассматриваются как литогеохимические поля региональных геосистем. На основании расчета коэффициентов региональной концентрации для литогеохимических полей проведено выделение выше- и нижефоновых ассоциаций химических элементов относительно регионального литогеохимического фона, за который принято среднее содержание химических элементов в почвообразующих комплексах Северного Кавказа. Обсуждение и заключения: авторами сделан вывод, что на формирование геохимических особенностей поверхностных почвообразующих комплексов отложений ландшафтов северных склонов Большого Кавказа определенное влияние оказали длительные процессы выветривания в течении орогенного этапа развития региона в позднем кайнозое. Выше- и нижефоновые ассоциации химических элементов в почвообразующих комплексах, рассчитанные относительно регионального литогеохимического фона Северного Кавказа, в какой-то мере отражают степень геохимической подвижности химических элементов, эволюционно сложившейся в литогенной основе ландшафтов Большого Кавказа. Практическая значимость полученных результатов заключается в определении базовой информации по лито-генной основе ландшафтов Большого Кавказа, необходимой для обоснованного геоэкологического мониторинга.
141-154 58
Аннотация
Центральное Предкавказье с XIX в. испытывает значительные антропогенные нагрузки. Так, в настоящее время, около 90% территории Ставропольского края используются под сельскохозяйственные нужды, что оказывает значительное влияние на обитателей почвы. Важным компонентом почвенной фауны являются представители классов Diplopoda и Chilopoda. В данной работе приводится анализ приуроченности этих членистоногих к естественным и антропогенным биотопам, чтобы оценить влияние человеческой деятельности на представителей этих групп. Материалом для настоящей работы послужили сборы 2004-2017 гг. в естественных и антропогенных биоценозах Центрального Предкавказья. Экземпляры собирались методами ручного сбора и почвенных раскопок. Всего было собрано и обработано более 3 тыс. Diplopoda и Chilopoda. Всего на исследуемой территории выявлено 55 видов. Наибольшее видовое разнообразие отмечено в естественных байрачных и пойменных лесах (45 видов). Менее богата фауна степей (25). При этом в различных степных биотопах наблюдается снижение видового разнообразия при уменьшении влажности (до 5 видов в полынных степях). Исследуемая территория претерпела значительную антропогенную трансформацию. На полях выявлено лишь 6 видов многоножек. Полезащитные лесополосы - наиболее богатый видами антропогенный биоценоз. Они послужили рефугиумом для естественной степной фауны и «коридорами» для распространения некоторых лесных видов. В садах обитает 9 видов Chilopoda и 4 - Diplopoda. Для садов и урбоценозов характерно наличие антропохорных видов. Наибольшее разнообразие Diplopoda и Chilopoda (82% видов) наблюдается в лесных биотопах, которые занимают около 1,5% площади исследуемой территории. Обеднение видового состава многоножек в степях связанно, в первую очередь, с уменьшением влажности почвы. Даная тенденция наблюдается и среди степей различных типов: 25 видов в разнотравно-злаковых, 12 видов - в типчаково ковыльных и 5 - в полынных степях. При этом в последних диплоподы полностью отсутствуют. Scolopendra cingulata является единственным видом, приуроченным только к степным биотопам. Антропогенная трансформация естественных биотопов отрицательно сказывается на разнообразии многоножек. Наибольший ущерб наносит распашка земель: на полях встречается только 2 вида диплопод и 4 -хилопод, в плодовых садах обнаружено 13 видов многоножек, в урбоце-нозах - 20. Создание полезащитных лесополос сыграло некоторую положительную роль. Они способствуют сохранению элементов естественной фауны Центрального Предкавказья.
155-164 49
Аннотация
Введение: Кавказские Минеральные Воды (КМВ) - один из старейших курортных регионов России, на территории которого сосредоточены разнообразные рекреационные ресурсы и функционируют различные виды рекреационной деятельности. Разнообразные рекреационные ресурсы Кавказских Минеральных Вод вызывают интерес не только с хозяйственной точки зрения, актуально исследовать их и в историческом аспекте. Материалы и методы: Исторический подход позволяет исследовать историю и особенности развития научных представлений о характере освоения климата как рекреационного ресурса Кавказских Минеральных Вод. Анализ исторических источников способствовал выявлению факторов изучения климата как рекреационного ресурса, и определить вклад отдельных ученых в исследование климата региона. Результаты исследования: Обобщены научные труды ученых и врачей, работающих в регионе Кавказские Минеральные Воды в конце XIX - начале ХХ в. Наряду с изучением гидроминеральных ресурсов в исследуемый период на Кавказских Минеральных Водах начинается активное исследование климатических условий с точки зрения использования их в лечебных целях. Проанализировано ряд научных работ, посвященных характеристике лечебного значения климата. Рассмотрены работы исследователей, занимающихся анализом влияния климата региона Кавказские Минеральные Воды или отдельных городов-курортов на организм человека. Показано значение работ членов Русского Бальнеологического Общества в исследовании климата как лечебного фактора, а также их вклад в развитие климатолечения на Кавказских Минеральных Водах. Обсуждение и заключения: В XIX в. в результате проведения метеорологических исследований появляются первые научные работы о климатических условиях Кавказских Минеральных Вод и климат региона приобретает большое значение в лечебных целях. Благодаря исследованиям климатических факторов курортного региона с 1910 г. Кисловодск как курорт начал функционировать и в зимний период.
165-180 61
Аннотация
Введение: На протяжении последних 50 лет в Республике Карачаево-Черкесия наблюдается трансформация этнической структуры населения, а вместе с ней и изменение географии расселения титульных этносов республики. Изучение этих процессов требует особого внимания, т.к. данный регион традиционно является многонациональным, а любые изменения в этнонациональной сфере происходят более чувствительно. Таким образом, цель исследования - изучение этнической структуры населения и особенностей расселения титульных этносов в Карачаево-Черкессии во второй половине XX и в начале XXI века. Материалы и методы исследования: в ходе исследования использованы авторские разработки - ГИС: «Горное расселение Северного Кавказа» и «Атласная информационная система «Расселение народов в России». В работе применяются такие методы и способы как: картографический, сравнительный, статистического анализа. Полимасштабный подход является ключевым, т.к. он позволил изучить этническую структуру населения как в целом в республике, так и на уровне отдельных муниципальных образований. Результаты исследований и их обсуждение: в работе подробно рассмотрены особенности расселения 5 титульных этносов Республики Карачаево-Черкесия: абазин, карачаевцев, ногайцев, русских, черкесов. Анализ представлен по периодам: советский (с 1959 по 1989 г.) и постсоветский (с 1989 по 2010 г). Уделяется особое внимание изменениям этнических пропорций на уровне муниципальных районов, а также описаны события и процессы, которые в разной степени способствовали изменению этнической структуры населения республики. Авторами рассмотрены особенности вовлечения титульных этносов Карачаево-Черкесии в ур-банизационные процессы. Основные выводы и дискуссия: авторами сделан ряд выводов, в том числе отмечается, что этническая структура населения, а вместе с ней и география расселения этносов в Карачаево-Черкесии, во второй половине XX - начале XXI века менялась под влиянием роста (сокращения) численности отдельных этносов. Рост численности происходил за счет активных демографических процессов, в первую очередь у карачаевцев, и в меньшей степени абазин, черкесов, ногайцев, на этом фоне активные миграционные процессы - выезд русских за пределы республики в постсоветский период - влияли на сокращение их численности. Карачаевцы достаточно активно расширили свой ареал расселения, в первую очередь за счет муниципальных районов, компактного проживания русских. Черкесы, абазины и ногайцы фактически не расширяют свой ареал расселения, в постсоветский период у абазин и ногайцев наблюдается повышенная концентрация численности в населенных пунктах, составляющих традиционный ареал их расселения. На современном этапе наблюдается участие в урбанизационных процессах титульных этносов республики.
181-194 35
Аннотация
Введение: риск-ориентированный подход позволяет значительно снизить общее количество проверок, их планирование, ранжируя по степени риска. Материалы и методы исследования: при разработке методических приемов оценки земельных участков учитывались критерии отнесения деятельности субъектов хозяйственной деятельности. Для выявления земельных участков использовались общедоступные данные дистанционного зондирования Земли. Сформированная база данных содержит координаты цетроидов земельных участков и категории риска. На основании созданных картографических материалов производится анализ эффективности применения риск-ориентированного подхода для оценки земельных участков сельскохозяйственного назначения. Результаты и их обсуждение: основываясь на предлагаемой методике применения риск-ориентированного подхода земельные участки, расположенные в Ипатовском, Арзгирском, Благодарненском, Труновском, Александровском, Изобильненском, Георгиевском, Курском районах, а также большей части Грачевского и Андроповского районах будут проверяться только по заявлениям граждан и в случае возникновения угрозы жизни и здоровью людей. Сопоставление земельных участков, подлежащих проверкам с данными административных правонарушений земельного законодательства в период с 2015 по 2017 гг. выявил муниципальные районы, где показатели правонарушений имели значения выше средекраевого, но плановые проверки земельных участков не будут проводиться. Это следующие районы - Ипатовский, Благодарненский и Новоселецкий. Пространственный анализ расположения земельных участков подлежащих проверкам в муниципальных районах с максимальной долей правонарушений выявил только четыре земельных участка в Туркменском районе, отсутствие проверяемых участков в западной части Кочубеевского района, северо-западной части Новоалександровского района, южной части Предгорного района и западной и южной частей Красногвардейского района. Выводы: пространственный анализ показал слабую эффективности применения риск-ориентированного подхода без учета региональных особенностей, возможные угрозы для устойчивого развития землепользования и охраны земель сельхозназначения Ставропольского края.
195-208 35
Аннотация
Введение: в статье поднята актуальная на сегодняшний день комплексная проблема загрязнения окружающей среды техногенными отходами и ее составляющая - поиск эффективных методов очистки сточных вод от нефти и продуктов ее переработки. Авторы предлагают использовать для ее решения перспективные сорбционные технологии. Номенклатура сорбционных материалов из года в год неуклонно расширяется, однако сдерживающими факторами их повсеместного внедрения служат высокая стоимость, не всегда оптимальные эксплуатационные характеристики, экологическая безопасность утилизации насыщенных поглотителей. В статье оценивается возможность использования сорбентов на основе растительных отходов для очистки сточных вод от нефтяного загрязнения. Четкое представление о физико-химических и механических свойствах исходных материалов служит необходимым условием определения рациональных путей их переработки. Термическое модифицирование сырья позволяет придать сорбентам эксплуатационные характеристики, требуемые применительно к конкретному типу загрязнителей. Цель работы заключалась в изучении влияния условий получения сорбентов на их способность очищать воду от нефтяного загрязнения. Материалы и методы исследований: сырьем для исследований служила подсолнечная лузга, подвергаемая карбонизации в бескислородных условиях. Использованы методы термического анализа, сканирующей электронной микроскопии, низкотемпературной адсорбции азота. Для оценки эксплуатационных свойств термомодифицированных сорбентов применялись весовые методы. Результаты исследований и их обсуждение: получена термограмма разложения лузги подсолнечной, дающая представление об особенностях процесса термического разложения растительных отходов в диапазоне 150-700 °С. Исследованы значения выхода, плавучести, нефте- и водопоглощения сорбентов, наработанных в интервале температур от 200 до 600 °С, определена величина их поверхности, особенности пористой структуры, позволяющие считать оптимальной карбонизацию при 300-400 °С. Выводы: пористая структура сорбентов оказывает непосредственное влияние на их эксплуатационные характеристики. Для эффективной очистки сточных вод от нефтяного загрязнения необходимы крупнопористые поглотители. Карбонизация растительного сырья приводит к увеличению сорбционной поверхности, ее гидрофобизации. Практическую значимость имеет оценка перспективы использования сорбентов на основе отходов для очистки сточных вод от различных типов загрязнителей.
209-226 44
Аннотация
Введение: проведен краткий обзор методов воздействия на градовыю процессы, применяемых в производственных работах по защите сельскохозяйственных культур от градобитий в регионе Центрального Кавказа. Материалы и методы: комбинированный метод, методы конкуренции и ускорения процесса осадкообразования в объемах зон роста града и будущего градообразования градоопасных и градовых облаков, метод прерывания града на подступах защищаемой территории со стороны вторжения градовых облаков и метод прерывания града на защищаемых территориях региона Центрального Кавказа. Они отличаются друг от друга по научным концепциям и критериям засева, техническим средствам и технологиям засева, расходу реагента, качеству реализации концепции засева и методам оценки эффективности воздействия. Результаты исследования: анализ многолетних материалов наблюдений по воздействию на градовыю процессы, показал, что защита сельскохозяйственных культур от градобитий осуществляется успешно. Однако на ЗТ исследуемого региона все еще отмечаются отдельные случаи выпадения града со значительным ущербом сельскохозяйственных культур. Основными причинами выпадения града являются: организационно-технические причины; недостаточная изученность градовых процессов; низкая льдообразующая эффективность применяемых частиц кристаллизующих реагентов йодида серебра; отсутствие новых критериев распознавания и схем их засева градоо-пасных и градовых облаков. Обсуждение и заключения: многие из вышеперечисленных проблем практически решены в работах автора, которые защищены патентом [6] и успешно применяются в противоградовой защите ВС Ставропольского края.
227-239 44
Аннотация
Введение: Все еще остаются малоизученными многие важные аспекты микрофизических процессов в градовых облаках из-за сложности теоретического анализа и экспериментального исследования. Недостаточно изучено взаимодействие термодинамических и микрофизических процессов в мощных конвективных облаках, электрические процессы, взаимодействие реагента с облачной средой. Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки научно обоснованных методов активного воздействия на градовые облака. Материалы и методы исследований: В работе применялась трехмерная модель мощных конвективных облаков с детальным описанием термодинамических, микрофизических и электрических процессов. Решение уравнений модели выполнялось конечно-разностным методом по неявной схеме второго порядка точности по пространственным координатам и времени. При задании полей термодинамических параметров атмосферы в начальный момент времени использовались данные аэрологического зондирования или трехмерные данные из глобальной прогностической модели GFS. Результаты исследований и их обсуждение: Результаты численных экспериментов по исследованию взаимодействия физических процессов в мощных конвективных облаках показывают, что важным следствием деформации полей термодинамических характеристик облака под влиянием восходящих потоков, является увеличение времени нахождения градин (или их пути) в области, в которой термодинамические и микрофизические условия благоприятны для их роста. Проведено исследование изменения микроструктурных характеристик облака от концентрации искусственных кристаллов и от места их внесения при засеве градового облака кристаллизующим реагентом. Получено, что в области воздействия отмечается уменьшение радиолокационной отражаемости за счет появления множества кристаллов, из-за вызванной активным воздействием искусственной кристаллизации переохлажденных капель. Выводы: Численные эксперименты показали важную роль взаимодействия процессов различных типов в формировании микроструктуры облаков, в частности, в образовании и росте градовых частиц. Наиболее эффективным с точки зрения применения кристаллизующего реагента для уменьшения опасности облака является внесение его в ограниченную область, найденную в результате численных экспериментов. Определено влияние кристаллизующего реагента на микроструктурные параметры облака в результате засева.
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
7-20 114
Аннотация
Введение: актуальность исследования обусловлена отсутствием обоснования общесистемных законов и принципов с единых позиций в рамках традиционной теоретико-множественной теории систем,на основе которой построены существующие методологии анализа и синтеза систем. Методы исследования: результаты, полученные в рамках настоящей статьи, являются продолжением научно-исследовательской работы по созданию формализованной теории имитационного моделирования процессов и систем. Ранее авторами были разработаны формальные основы исчисления функциональных объектов с применением исчисления объектов Абади-Кардели. Были введены такие термы, как: потоковый и узловой объекты. Определены формальные основы состояний потоковых и узловых объектов, а также их взаимосвязи. Помимо реализации процедур синтеза и анализа систем, полученные результаты открыли перспективы формализованного учета в системно-объектных моделях общесистемных принципов и закономерностей. В работе с использованием вышеупомянутого исчисления объектов Абади-Кардели уточняется определение системы в рамках системно-объектного подхода «Узел-Функция-Объект», а также предложена формализация понятий «системообразующий фактор» и «адаптация системы». Результаты исследования и их обсуждение: представленные формализмы использованы для учета общесистемных закономерностей при построении графоаналитических моделей организационно-деловых и производственно-технологических процессов в терминах «Узел-Функция-Объект». Описанный подход позволяет распределить известные общесистемные закономерности на три группы: связанные со структурными свойствами систем,связанные с их функциональными свойствами и с субстанциальными свойствами, что обосновывает иерархическую зависимость между ними. Формально показано, что принцип организационной непрерывности выполняется только при соблюдении принципа моноцентризма, понимаемого расширенно. Исследованы возможности системно-объектного, системно-структурного, объектно-ориентированного подходов и нотации BPMN учитывать общесистемные закономерности в графоаналитических моделях. Выводы: авторами сделан вывод, что системно-объектный подход «Узел-Функция-Объект», позволяет учитывать с единых позиций существующие общесистемные законы и принципы в большей степени, чем другие подходы. Что, в свою очередь, открывает новые перспективы имитационного моделирования процессов и систем, а именно: процессов адаптации и эволюции систем.
21-36 38
Аннотация
Введение: проблема интегрируемости нелинейных уравнений в частных производных даже для второго порядка не всегда является очевидным фактом, так как нахождение общего решения возможно только в редких случаях. Доказательство интегрируемости можно обосновать разными способами: с помощью получения большого числа частных решений, сведение к какой-нибудь точно решаемой редукции, а так же построение бесконечного числа первых интегралов. Материалы и методы исследований: использованы методы теории солитонов для уравнений обладающих парой Лакса. Для построения законов сохранения используется уравнение изоспектральной деформации с самосопряженным дифференциальным оператором Дирака первого и второго рода. При условии, что функции, входящие в коэффициенты, имеют быстро убывающий характер решение представлено в виде ряда, разложенного по отрицательным степеням спектрального параметра. Исследованы уравнения на собственные значения с операторами Дирака первого и второго рода. Найдено счетное число первых интегралов. Приведены примеры нелинейных уравнений в частных производных, полученных с помощью операторного уравнения нулевой кривизны, у которых оператор рассеяния совпадает с оператором Дирака. Доказано, что такие уравнения обладают счетным числом первых интегралов. Результаты исследования: Обсуждение и заключения: автором сделан вывод, что среди полученных законов сохранения присутствует Гамильтониан, все интегралы движения находятся в инволюции относительно скобок Пуассона. Это говорит о том, что нелинейные уравнения в частных производных являются гамильтоновыми, что приводит к их полной интегрируемости.
37-52 45
Аннотация
Введение: большинство дифференциальных уравнений, связанных с солитонной математикой, получены с помощью операторного уравнения Лакса или уравнения нулевой кривизны, которые являются условием совместности пары линейных дифференциальных систем. Глубоко и всесторонне изучен случай, когда для получения таких уравнений использовались системы второго порядка. Повышение порядка систем ведет к сильно переопределенным условиям. В работе изучается возможность использовать линейные системы третьего порядка. Материалы и методы исследований: использованы методы построения уравнений в частных производных с применением операторного уравнения Лакса с дифференциальными операторами первого порядка и матричными коэффициентами 3 х 3. Результаты исследования: определены необходимые и достаточные условия, накладываемые на параметры и функции, входящие в матрицы-коэффициенты, при которых коммутатор двух дифференциальных операторов представляет оператор умножения. Показано, что уравнение Лакса сводится к системе девяти уравнений, порядок которой можно понизить и свести к одному нелинейному уравнению в частных производных. Обсуждение и заключения: авторами продемонстрированы два примера вывода нелинейных уравнений и определение их пары Лакса. В первом примере главный дифференциальный коэффициент рассматривается в виде нижнетреугольной матрицы, а во втором случае постоянная матрица имеет диагональный вид. В результате получены уравнения второго порядка с логарифмической нелинейностью.
53-64 58
Аннотация
Введение: исследуются методы представления функций, заданных приближенно, их сингулярными интегралами применительно к задачам аппроксимации и численных методов решения краевых задач для дифференциальных уравнений. В подобной постановке задача относится к классу некорректно поставленных задач и требует для своего решения построения соответствующих регуляризирующих методов и алгоритмов. Материалы и методы исследований: рассматриваются вопросы аппроксимации исследуемой функции f(x) обобщенными полиномами и исследуются некоторые важные свойства данного вычислительного процесса. Исследуется вопрос о том, в какой мере члены аппроксимирующих последовательностей, представленных обобщенными полиномами, «наследуют» аналитические свойства аппроксимируемых функций. Исследуется характер и определяются условия сходимости аппроксимирующих последовательностей к исходной функции. Приводятся примеры применения аппарата аппроксимации функции обобщенными полиномами, выводятся расчетные формулы вычислительного алгоритма. Результаты исследований и их обсуждение: результаты теоретических исследований, полученных в рамках настоящей работы, имеют самостоятельное значение в области вычислительной математики. Практическая значимость результатов состоит в том, что предложенные методы и подходы могут найти применение в прикладных задачах теории приближения функций, задачах прикладного анализа и краевых задачах математической физики, использующих приближенно заданные исходные данные, полученные в ходе физических экспериментов или эмпирические функции.
65-78 35
Аннотация
Введение: актуальность исследования обусловлена тем, что эффекты локализации возбуждений вблизи границ раздела нелинейных сред играют важную роль в различных технических приложениях твердотельной и оптоэлектроники. Целью работы является нахождение решений нелинейного уравнения Шредингера и энергетических уровней стационарных локализованных вблизи дефекта состояний в рамках модели, которая представляет собой обобщение моделей двухуровневых систем. Материалы и методы: для исследования энергии локализации возбуждений в нелинейных средах с дефектами применяются методы теоретической физики твердых тел и нелинейной динамики, которые базируются на традиционных методах математической физики. Результаты и обсуждение: предложена модель, представляющая собой обобщение модели взаимодействующих на дефекте возбуждений с двумя ветвями закона дисперсии на случай нелинейной среды. В основе модели лежат нелинейные уравнения Шредингера. Нелинейные уравнения Шредингера описывают динамику возбуждений в нелинейных средах керровского типа. Рассмотрены вопросы существования различных видов локализованных состояний в двухуровневой системе с отличающимися параметрами закона дисперсии. Получены и проанализированы решения нелинейных уравнений Шредингера как положительным, так и с отрицательным ангар-монизмом, в разделенных плоским дефектом фокусирующих и дефокусирующих средах с керровской нелинейностью. Выводы: показано, что в рассматриваемой системе существуют нелинейные локализованные состояния нескольких типов, представляющие собой связанные соли-тонные решения несимметричных профилей. Определены энергии связанных на дефекте солитонных состояний для случаев положительной и отрицательной нелинейности среды. Указаны условия существования таких связанных солитонных состояний. В предельных случаях, характеризующихся степенью близости к краю нижней границы ветви сплошного спектра, уровни энергии получены в явном аналитическом виде. Рассмотренные в данной работе состояния описывают затухание поля, как симметричное, так и несимметричное относительно границы раздела сред при удалении от нее. Существование связанных солитонных состояний важно при разработке квантовых систем, основанных на свойствах нелинейных поверхностных волн в слоистых структурах. Системы такого типа обладают широким набором важных физических приложений, которые находят применение, как в нелинейной динамике твердого тела, так и в нелинейной оптике при разработке устройств с использованием нелинейных фотонных кристаллов и периодических волноводных структур.
79-98 37
Аннотация
Введение: предложен и реализован метод измерения частоты образования пузырьков пара при кипении непрозрачных жидкостей с помощью двухслойной системы: непрозрачная - прозрачная среда. Разработана экспериментальная установка и осуществлены эксперименты по определению частоты образования пузырьков пара при кипении непрозрачных жидкостей. предложен и реализован метод измерения частоты образования пузырьков пара при кипении непрозрачных жидкостей с помощью двухслойной системы: непрозрачная - прозрачная среда. Разработана экспериментальная установка и осуществлены эксперименты по определению частоты образования пузырьков пара при кипении непрозрачных жидкостей. Материалы и методы: Результаты исследования: измерена частота образования пузырьков пара при кипении двухслойной среды магнитная-немагнитная жидкости на неограниченной горизонтальной поверхности с точечным подводом тепла в однородном внешнем магнитном поле. Обнаружено, что с увеличением напряженности однородного постоянного магнитного поля, частота образования пузырьков пара при кипении двухслойной среды магнитной-немагнитной жидкости на неограниченной горизонтальной пластине уменьшается, а температура теплоотдающей поверхности, при которой начинается процесс парообразования, увеличивается для образцов магнитных жидкостей с высоким содержанием магнитной фазы. Обсуждение и заключения: Экспериментально найдены зависимости частоты образования пузырьков пара от температуры теплоотдающей поверхности при кипении магнитной жидкости в различных по напряженности и направлению однородных магнитных полях. Обнаружено, что с увеличением напряженности однородного постоянного магнитного поля, частота образования пузырьков пара при кипении двухслойной среды магнитной-немагнитной жидкости на неограниченной горизонтальной пластине уменьшается, а температура теплоотдающей поверхности, при которой начинается процесс парообразования, увеличивается для образцов магнитных жидкостей с высоким содержанием магнитной фазы.
ISSN 2308-4758 (Print)