ivdon3@bk.ru
Представлен вариант решения задачи характеризации резонансного контура Фано в оптических биосенсорах рефрактометрического типа на основе кольцевых волоконных брэгговских решеток с пи-сдвигом. Применение биосенсоров указанного типа позволяет увеличить чувствительность детектировании изменений коэффициента преломления исследуемой среды до уровня (1-2)х10-9 RIU. Приведенные значения чувствительности достигаются за счет формирования в решетке высокодобротного резонанса Фано с шириной контура на полувысоте, равной 1–5 пм. Однако возможность получения значительного выигрыша в метрологических характеристиках с одной стороны, ставит задачу характеризации таких узкополосных резонансов с другой, поскольку существующие оптические анализаторы спектра не обладают соответствующей разрешающей способностью. Для решения данной задачи предложен радиофотонный способ трехчастотного зондирования сверхузкополосного и несимметричного контура Фано симметричным амплитудно-модулированным излучением с разбалансированными по амплитуде боковыми составляющими. В отличие от ранее применявшегося нами для решения подобных задач радиофотонных способов двухчастотного симметричного зондирования с равными амплитудами боковых составляющих и подавленной несущей, достигнуто однозначное определение центральной частоты, максимальной амплитуды и добротности контуров Фано, а также возможность значительного упрощения техники сбора информации об их параметрах. Статья состоит их двух частей, в которых последовательно отражаются вопросы постановки задач моделирования и обсуждения его результатов с подтверждением результатами физических экспериментов.
Ключевые слова: оптический биосенсор, рефрактометрия, волоконная решетка Брэгга, фазовый пи-сдвиг, кольцевая волоконная решетка Брэгга с фазовым пи-сдвигом, резонанс Фано, изменение коэффициента преломления, чувствительность, разрешающая способность, радиофотонные методы
05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы , 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий
В статье проведено численное исследование теплоотвода с изменением агрегатного состояния масла. Моделирование проводилось в САПР Ansys Fluent для двух режимов, статический - при постоянном нагреве масла с температурой 340К и динамический, при котором температура нагрева менялась в зависимости от времени с 340К до 270К. Передача тепла при изменении агрегатного состояния вещества широко применяется в тех случаях, когда необходимо достичь максимальной эффективности теплообмена. При этом энергия тратится на фазовый переход вещества, например на испарение из жидкой фазы. Преимуществом описанной в работе конструкции теплоотвода является довольно большая скорость теплопере¬дачи, большая стойкость к различным воздействиям, в том числе и механическим, обеспечивающееся в первую очередь простотой конструкции, устраняющая недостатки классических конструкций, которыми являются громоздкость (наличие внешнего охлаждающего контура) и ограниченность скорости теплопереноса.
Ключевые слова: теплоотвод, численные методы, агрегатное состояние, вычислительный эксперимент, эффективность теплообмена
01.04.10 - Физика полупроводников , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В статье авторами произведен вычислительный эксперимент в САПР Ansys Fluent по исследованию эффективности теплоотводящей поверхности с точки зрения снижения температуры теплонагруженного источника. Обеспечение оптимальных тепловых режимов изделий электронной техники является одной из важнейших проблем конструирования радиоэлектронной аппаратуры. Повышение температуры изделия электронной техники значительно снижает надежность их работы. Работа посвящена численному моделированию эффективности теплоотводящей поверхности штыревого радиатора с внутренним источником тепла. Сделан вывод о неэффективности выполнения теплоотводящей штыревой поверхности, не вся поверхность является равноэффективной.
Ключевые слова: тепловой режим аппаратуры, штыревой теплоотвод, численные методы, аэродинамический поток
01.04.10 - Физика полупроводников , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В данной статье представлены результаты исследований по влиянию хелатного комплекса эрбия на процесс переработки вторичного сырья из полиэтилентерефталата (ПЭТФ).
Ключевые слова: полиэтилентерефталат, рециклинг, экструзия, полиизобутилен
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Проведены исследования физико-химических свойств кобальтовых катализаторов для синтеза Фишера-Тропша, приготовленных методом пропитки силикатного носителя. Изучено влияние оксидных промоторов на удельную поверхность, объем и размеры пор, степень восстановления металлического кобальта на поверхности катализатора Co-Al2O3/SiO2.
Ключевые слова: синтез Фишера-Тропша, синтетические углеводороды, катализатор, кобальт, промотор, носитель, удельная поверхность, пористая структура, каталитическая активность, степень восстановления
В данной статье предложена идея создания комплексированного датчика для измерения диэлектрических параметров жидких веществ с целью различения образцов с малыми изменениями параметров в НЧ в СВЧ диапазонах. Измерения проводятся емкостным методом. Для измерения на НЧ используется преобразователь «емкость-код», в СВЧ методе для измерения используется векторный анализатор. В качестве емкостного датчика используется гребенчатый конденсатор, обладающий такими геометрическими и электрофизическими параметрами, при которых он не является излучающей структурой в диапазоне контролируемых частот. Для объединения НЧ и СВЧ метода в одном датчике используется схема частотной развязки. Актуальность метода заключается в отсутствии необходимости проведения отдельных измерений образца с помощью различных датчиков.
Ключевые слова: гребенчатый конденсатор, коаксиальный кабель, схема частотной развязки, жидкое вещество, датчик, модель, коэффициент отражения, электрическая емкость, преобразователь «емкость-код»
05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий
Исследование взаимодействия электромагнитного излучения с молекулярными системами дает большую часть информации об их структуре и свойствах. Интерпретация экспериментальных данных напрямую определяется знанием структуры энергетических уровней и ее изменением при переходе данных систем в возбужденное состояние. Ключевой задачей методов расчета молекулярных орбиталей возбужденных состояний является точное описание возникающих вакансий молекулярного остова, приводящих к радиальной релаксации электронной плотности. В работе предложен метод точного описания электронной плотности молекулярной системы вблизи ее ядер, обеспечивающий решения задачи медленной сходимости молекулярных орбиталей в одноцентровом представлении. Реализация вычислительной процедуры рассмотрена на примере двухатомной молекулы фтороводорода. Проведена оценка энергетических характеристик основного и ионизированных состояний молекулы.
Ключевые слова: одноцентровый метод, молекулярная орбиталь, возбужденное состояние, ионизированное состояние, глубокая оболочка
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Проведено исследование параметров пористой структуры и внешней поверхности кобальтовых катализаторов для синтеза Фишера-Тропша, приготовленных методом пропитки по влагоемкости. Изучено влияние полиморфной модификации носителя на физико-химические свойства катализатора Co/Al2O3.
Ключевые слова: синтез Фишера-Тропша, синтетическое моторное топливо, катализатор, носитель, промотор, полиморфные модификации Al2O3, элементный анализ, удельная поверхность, пористая структура
Рассматриваются легкие стальные тонкостенные конструкции, как элементы современной технологии возведения зданий. Приведены Отечественные и зарубежные нормативные документы регламентирующие использование, проектирование конструкций из стальных тонкостенных профилей, обозначены очевидные преимущества и эксплуатационные недостатки.
Ключевые слова: строительство, металлоконструкции, легкие стальные тонкостенные конструкции, тонкостенные балки, энергоэффективность
Отмечается необходимость изучения теплового баланса ионосферных электронов в спорадическом слое Е для уточнения условий его образования в рамках теории ветрового сдвига. Рассмотрена методика расчета высотного профиля температуры электронов в спорадическом слое Е ионосферы. Отмечено удовлетворительное совпадение расчетного профиля электронной температуры с экспериментом.
Ключевые слова: ионосфера, температура электронов, спорадический слой, тепловой баланс, скорость нагрева, ветровой сдвиг, высотный профиль температуры, зондовые измерения
В работе представлен обзор существующих расчетных схем и техника получения угловых частей матричных элементов операторов спектроскопических величин с обсуждением случаев сложных электронных конфигураций, содержащих неэквивалентные электроны. На примере конфигурации с четырьмя незаполненными электронными оболочками показана высокая результативность техники построения волновых функций произвольных электронных конфигураций, основанная на комбинации детерминантного подхода Слэтера и процедуры последовательного связывания орбитальных и спиновых моментов на основе коэффициентов Клебша-Гордана в приближении LS–связи.
Ключевые слова: детерминант Слейтера, коэффициент Клебши-Гордана, орбитальный угловой момент, спиновый момент, 3j-симовол, генеалогический коэффициент, LS-связь
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Поглощающий аппарат служит для гашения удара при сцеплении и движении вагонов. Большую часть энергии, около 80%, в данной системе поглощает фрикционный узел, состоящий из фрикционного клина и неподвижной пластины. Поглощение энергии в данной системе происходит вследствие работы сил трения, возникающих при продольном движении нажимного клина относительно фрикционной пластины. Вследствие больших ударно-фрикционных нагрузок происходит интенсивный износ и разрушение металлокерамического брикета, что отрицательно влияет на энергоемкость поглощающего аппарата. Для устранения данных недостатков были проведены исследования по созданию нового материала. После многочисленных экспериментов была получена композиция с оптимальным содержанием компонентов, которая максимально удовлетворяет условиям работы фрикционного узла и требованиям, предъявляемым к данным аппаратам.
Ключевые слова: поглощающий аппарат, фрикционный узел, металлокерамика, износостойкость, фрикционная пластина, порошковый материал, технология спекания
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.02.08 - Технология машиностроения
В статье описываются решения, направленные на повышение эффективности систем пылеулавливания с вихревыми инерционными аппаратами на встречных закрученных потоках. Предлагаемые конструктивные решения предназначены для производств различных строительных материалов.
Ключевые слова: вихревой инерционный пылеуловитель со встречными закрученными потоками (ВЗП), отсос из бункера, разнозапыленные потоки
05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
В статье рассматривается анализ теоретических циклов двигателей внутреннего сгорания. Представлен цикл Отто, Дизеля и Сабатэ-Тринклера. Теоретический цикл представляет собой замкнутый цикл, происходящий в цилиндрах поршневого двигателя с присущими ему особенностями и допущениями. Каждый такой цикл характеризуется двумя основными показателями, такими как теплоиспользование и работоспособность. При этом теплоиспользование определяется термическим коэффициентом полезного действия. Приведена оценка влияния термодинамических факторов на изменение термического КПД для получения наилучшей экономичности и максимальной удельной работы циклов. Получен термический КПД смешанного цикла. Представлены выводы влияния значения степени сжатия на термический КПД. Проведено сравнение‚ различных теоретических циклов с точки зрения их экономичности и работоспособности при одинаковых условиях.
Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания, идеальный цикл, термический коэффициент полезного действия, тепловые процессы
01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника , 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта
В статье приведен обзор способов утилизации тепла уходящих газов котлоагрегата. В условиях актуализации (как технической, так экономиче-ской целесообразности) применения технологий по экономии топлива и охрана окружающей среды нашло применение агрегатов на базе двигателя внутреннего сгорания и микротурбины с утилизацией тепла системы охла-ждения и выхлопных газов. Глубокое охлаждение продуктов сгорания при-родного газа как в котлоагрегатах (конденсационных котлах) так в специаль-ных конденсационных теплообменных аппаратах (утилизаторах) позволяет не только организовать полное использование физической теплота дымовых газов (низшей теплоты сгорания топлива), но и осуществить отбор скрытой теплота конденсации водяных паров. Коэффициент полезного действия кот-лоагрегата будет повышен при этом режиме на 8-12% при условии работы котлоагрегата в оптимальном режиме. Охлаждение продуктов сгорания так-же снижает содержание оксидов азота в дымовых газах, в т.ч. с применением теплонасосных установок. Эффективность реализации проектов по установке конденсационных утилизаторов в большой степени зависит от количества часов их работы на максимальной мощности в режиме глубокой утилизации. В связи с чем предложен вариант оптимизации тепловой схемы котельной с утилизатором тепла дымовых газов.
Ключевые слова: теплоутилизатор, тепловая схема котельной, оптимизация, котлоагрегат, дымовые газы, теплогенерирующая установка