Математическое моделирование периодических волноведущих систем прямоугольного сечения
Математическое моделирование периодических волноведущих систем прямоугольного сечения
М. И. Светкин, А. Н. Боголюбов, А. И. Ерохин, В. М. Пикунов
Предлагается математическая модель идеально проводящей периодической волноведущей системы кусочно-постоянного прямоугольного сечения. Подобная геометрия все чаще находит применение при создании устройств терагерцового диапазона. Поставленная задача представляет собой систему уравнений Максвелла, дополненную граничными условиями на металле и условиями Флоке на сечениях, отстоящих на один период структуры. Решение задачи основано на неполном методе Галеркина и проекционном сшивании полей в области скачков сечений. При использовании такого подхода напрямую возникают матричные задачи с плохо обусловленными матрицами, так как в этом случае одновременно присутствуют экспоненциально возрастающие и убывающие матричные коэффициенты. В связи с этим предлагаемый метод дополнительно учитывает направления распространения волн на каждом регулярном участке системы, что позволяет исключить экспоненциально возрастающие элементы и улучшить обусловленность матриц. При этом в явном виде учитываются переотражения волн, происходящие внутри одного периода системы. На основе модели построены дисперсионные характеристики различных структур. Исследована сходимость данного метода к предельным случаям.
Показать АннотациюСовременная физика в курсе "История и методология физики"
Современная физика в курсе "История и методология физики"
П. Н. Николаев
Исследуются принципы построения изложения современной физики в курсе "История и методология физики. Отмечена причинная связь состояния современной физики и содержания курса "История и методология физики".
Показать АннотациюДинамика успеваемости учебных групп на 1 и 2 курсах физического факультета по результатам компьютерного тестирования и экзаменов
Динамика успеваемости учебных групп на 1 и 2 курсах физического факультета по результатам компьютерного тестирования и экзаменов
М. А. Терентьев
В работе представлены данные о динамике успеваемости учебных групп 1 и 2 курсов на протяжении осеннего семестра 2016/2017 учебного года, а также проведено сравнение успеваемости групп по некоторым изучавшимся дисциплинам. Данные получены на основе результатов компьютерного тестирования по соответствующим дисциплинам, проводившегося в Центре контроля качества образования физического факультета, а также результатов экзаменов.
Показать АннотациюВлияние деформационных процессов на проницаемость горных пород и устойчивость нефтяной скважины
Влияние деформационных процессов на проницаемость горных пород и устойчивость нефтяной скважины
В. И. Карев$^{1,2}$, Ю. Ф. Коваленко$^1$, В. В. Химуля$^{1,2}$
В настоящей работе проведено изучение влияния реально возникающих в окрестности горизонтальной скважины напряжений на фильтрационные и прочностные свойства горных пород морского месторождения Приразломное. Исследовались породы из двух интервалов продуктивного разреза с различными структурно-литологическими характеристиками. Эксперименты проводились на Испытательной системе трехосного независимого нагружения Института проблем механики РАН. Моделирование показало, что фильтрационные свойства исследуемых пород сильно зависят от напряженно-деформированного состояния. При понижении давления в скважине до определенного критического значения они ухудшаются. Затем происходит растрескивание, дезинтеграция породы в окрестности скважины, сопровождающиеся резким скачкообразным повышением проницаемости. Определены необходимые для поддержания устойчивости ствола скважины величины давления на забое при бурении. Подсчитана плотность бурового раствора, при которой не происходит разрушения ствола скважины. Экспериментально изучено влияние исходного напряженного состояния в пласте на процессы деформирования и разрушения породы в окрестности скважины.
Показать АннотациюИспользование сигналов геостационарных спутников системы COMPASS/BeiDou для оценки ионосферных эффектов геомагнитных бурь и внезапных стратосферных потеплений.
Использование сигналов геостационарных спутников системы COMPASS/BeiDou для оценки ионосферных эффектов геомагнитных бурь и внезапных стратосферных потеплений.
Г. А. Курбатов$^1$, Е. А. Козловцева$^1$, А. С. Ясюкевич$^2$, Ю. В. Ясюкевич$^2$, А. М. Падохин$^1$
В работе на примере сильной (G3) геомагнитной бури конца мая 2017г. и внезапных стратосферных потеплений зимы 2015-2016гг. продемонстрирована возможность использования сигналов геостационарных спутников китайской навигационной системы COMPASS/BeiDou для исследований ионосферной изменчивости, обусловленной различными геомагнитными и метеорологическими возмущающими факторами.
Показать АннотациюПрименимость длинноволнового приближения к описанию динамики цунами
Применимость длинноволнового приближения к описанию динамики цунами
М. А. Носов
Представлены количественные критерии, определяющие области применимости уравнений теории длинных волн и уравнений Буссинеска при моделирования динамики цунами. Описан подход к использованию полученных критериев на практике.
Показать АннотациюГенерация свободных гравитационных волн в океане пакетом поверхностных сейсмических волн
Генерация свободных гравитационных волн в океане пакетом поверхностных сейсмических волн
К. А. Семенцов$^1$, С. В. Колесов$^1$, М. А. Носов$^{1,2}$, В. А. Карпов$^1$, Х. Х. Матсумото$^3$, Й. Й. Канеда$^4$
Генерация свободных гравитационных волн в океане поверхностными сейсмическими волнами исследуется методом численного моделирования на примере землетрясения Тохоку 2011. Результаты моделирования находятся в хорошем согласии с записями глубоководных станций DONET. Показано, что колебания дна во время прохождения низкочастотных поверхностных сейсмических волн играют ведущую роль в генерации свободных гравитационных волн, а вклад остаточных деформаций незначителен.
Показать АннотациюШтормовые волны в океане
Штормовые волны в океане
Н. К. Шелковников
Проведено исследование формирования уединенных волн и цугов волн в кольцевом аэрогидроканале. Показано, что при увеличении скорости ветра в условиях глубокой воды в канале формируются цуги волн, а на мелкой воде наблюдались уединенные волны.
Показать АннотациюАнизотропное микро- и наноструктурирование пленок аморфного кремния фемтосекундными лазерными импульсами
Анизотропное микро- и наноструктурирование пленок аморфного кремния фемтосекундными лазерными импульсами
С. В. Заботнов$^1$, А. Г. Казанский$^1$, П. К. Кашкаров$^1$, А. В. Павликов$^1$, Д. Е. Преснов$^{1,2}$, И. А. Романов$^3$, Д. В. Шулейко$^1$
Показано, что облучение пленок аморфного гидрогенизированного кремния фемтосекундными лазерными импульсами (1.25 мкм) приводит к формированию поверхностного рельефа в виде одномерных решеток с периодом 1.20±0.02 мкм, ориентация которых определяется направлением вектора поляризации использованного излучения и совокупной дозой экспозиции. В облученных областях пленок зарегистрировано присутствие нанокристаллической фазы кремния, объемная доля которой составляет от 40 до 67% согласно анализу спектров комбинационного рассеяния света. Наблюдаемые процессы микро- и наноструктурирования обусловлены возбуждением поверхностных плазмон-поляритонов и нанокристаллизацией в приповерхностной области соответственно в поле мощных фемтосекундных лазерных импульсов. Также в результате лазерной обработки с большой совокупной дозой экспозиции происходит формирование полиморфных модификаций кремния Si-III и Si-XII. В результате фемтосекундной лазерной нанокристаллизации пленки зарегистрированы рост проводимости на 3 порядка по сравнению с необлученной аморфной поверхностью и анизотропия данной величины, объясняемая неравномерным распределением интенсивности в поперечном сечении лазерного луча и анизотропией формы сформированного микрорельефа.
Показать АннотациюВлияние структурных особенностей аппроксимантов фрактальных систем на их оптические свойства
Влияние структурных особенностей аппроксимантов фрактальных систем на их оптические свойства
Ю. В. Рыжикова$^1$, П. В. Короленко$^1$, С. Б. Рыжиков$^2$
Рассмотрены оптические характеристики аппроксимантов апериодических решеток и многослойных систем разной геометрии с фрактальными признаками. Показана эквивалентность оптических характеристик аппроксимантов структур Фибоначчи, сформированных проекционным и блочным методами.
Показать Аннотацию