Навчально-науковий інститут комп’ютерної фізики та енергетики (Фізико-енергетичний факультет)
Постійне посилання на розділhttps://ekhnuir.karazin.ua/handle/123456789/48
Переглянути
Документ Impurity ion transport under the effect of drift-wave-like electrostatic field(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна, 2007) Antufyev, O.Yu.; Shishkin, A.A.; Kononenko, Zh.S.; Weyssow, B.Heavy impurity ion transport is considered in the vicinity of adjacent rational magnetic surfaces under the drift-wave-like potential. Analytical study is done for the simplified magnetic field in the toroidal magnetic trap with the rotational transform of the magnetic field lines. The numerical study is carried out for the helical plasma. The test particle orbits are followed by the numerical integration of Newton-Lorentz equation system for the charged particle in the magnetic field and quasi-static electric field. As the test particle the tungsten ion is taken. Перенос тяжелых ионов примеси рассмотрен вблизи смежных рациональных магнитных поверхностей при наличии электрического потенциала дрейфовой волны. Аналитическое исследование проделано для упрощенной модели магнитного поля в тороидальной магнитной ловушке с вращательным преобразованием магнитных силовых линий. Исследование с помощью численных методов проведено для винтовой плазмы. Орбиты пробных частиц построены путем численного интегрирования системы уравнений Ньютона для заряженной частицы в магнитном поле и квазистатическом электрическом поле. В качестве пробной частицы взят ион вольфрама.Документ Аналітична геометрія. Схеми, таблиці та задачі: Методичні вказівки до курсу „Аналітична геометрія” для студентів першого курсу спеціальностей фізико-математичного напряму(Х.: ХНУ, 2007) Нємченко, К.Е.Методичні вказівки з вивчення курсу „Аналітична геометрія. Схеми, таблиці та задачі” створено для студентів першого курсу спеціальностей фізико-математичного напряму Особливістю курсу є те, що він призначений для студентів, які в подальшому спеціалізуються в різних галузях знань. Серед них є і майбутні фахівці з теоретичної фізики, фізики-експериментатори, програмісти й медичні фізики. З цієї причини автор намагався зробити в посібнику кілька рівнів складності (або строгості). До підрозділів додано по одній або дві задачі, що є в деякому сенсі класичними, і без них не може обходитися жодний курс аналітичної геометрії. До кожного розділу, відповідно до вимог Болонського процесу, додано справи для самоперевірки, задачі середнього рівня складності, а також завдання підвищеної складності для самостійного дослідження (індивідуальні навчально-дослідні завдання).Документ The investigation of interaction of superconducting objects with low magnetic fields(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна, 2009) Kirichenko, V.G.; Tkachenko, V.I.; Kovalenko, T.A.; Rudenko, P.L.; Vasylenko, M.S.The paper is devoted to investigation of high-temperature superconductors (HTSC) and the superconducting casings interaction with low magnetic fields including those of nature origin. We investigate the interaction of superconducting objects of small average density until 3·10-4 g/cm3 which was ideal diamagnetic. The results of investigations of HTSC interactions with low magnetic fields were included the experimental data in 3D-diagrams in F- P/V – H coordinates, which described the spreading regions of effective interaction observation in the direction of reduction of magnetic fields intensity. Стаття присвячена дослідженню взаємодії високотемпературних надпровідників (ВТНП) і надпровідних оболонок зі слабкими магнітними полями, включаючи поля природного походження. Досліджено взаємодію надпровідних об'єктів(з найменшою середньою щільністю 3·10-4 г/см3), що є ідеальними діамагнетиками. Результати дослідження взаємодії ВТНП із низькими магнітними полями містять у собі експериментальні дані у вигляді 3D-диаграмм у координатах F- P/V – H, які описують розширення діапазону спостереження ефективної взаємодії надпровідних об'єктів у напрямку зниження напруженості магнітних полів. Статья посвящена исследованию взаимодействия высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) и сверхпроводящих оболочек со слабыми магнитными полями, включая поля природного происхождения. Исследовано взаиодействие сверхпроводящих объектов (с наименьшей средней плотностью 310-4 г/см3), являющихся идеальными диамагнетиками. Результаты исследования взаимодействия ВТСП с низкими магнитными полями включают в себя экспериментальные данные в виде ЗD-диаграмм в координатах F- P/V – H, которые описывают расширение диапазона наблюдения эффективного взаимодействия сверхпроводящих объектов в направлении понижения напряженности магнитных полей.Документ Методические материалы по курсу «Аналитическая геометрия»(Х. : ХНУ, 2009) Киценко, Ю.А.; Немченко, К.Э.Документ Диссипативная неустойчивость Кельвина-Гельмгольца и ее многоликие проявления в окружающей среде(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна, 2010) Ткаченко, В.И.В обзоре рассмотрены условия возникновения и развития сдвиговой неустойчивости Кельвина-Гельмгольца (КГ) на границе раздела двух вязких потоков с разными плотностями и разными скоростями движения. Дана энергетическая трактовка возникновения ветровой неустойчивости в отсутствие и при наличии вязкости в средах. Указано, какие граничные условия должны быть использованы для адекватного описания неустойчивости КГ: непроницаемые или “перколяционные”. С применением “перколяционных” граничных условий исследовано развитие ветрового волнения поверхности воды, возникновение взрывных взаимодействий возмущений границы раздела воздушный поток-вода при учете их вязкостей, развитие сдвиговых неустойчивостей на контактной границе стальных образцов, когда граница нагружается косой ударной волной, а также сдвиговых неустойчивостей в металлах при их совместной прокатке в вакууме. Приведены примеры проявления неустойчивости КГ в окружающей среде. The review of the conditions for the occurrence and development of Kelvin-Helmholtz (KH) dissipative instability at the interface of two viscous flows with different densities and different rates of velocities is considered. The energetic interpretation of the wind instability in the absence and presence of viscosity in the media is made. The impermeable or "percolation" boundary conditions should be used to adequately describe the KH dissipative instability are specified. With the use of the "percolation" boundary conditions the development of the waves of the water’s indused by the wind, the development of explosive interactions of air-water flow perturbations with regard to their viscosity, the development of shear instabilities at the interface of steel samples, where the boundary is loaded with an oblique shock wave, and shear instabilities in metals at their joint rolling in a vacuum are investigated. The examples of manifestations of the KH dissipative instability in the environment are submitted. В огляді розглянуті умови виникнення й розвитку зсувної нестійкості Кельвіна-Гельмгольця (КГ) на границі розділу двох в’язких потоків з різними густинами й різними швидкостями руху. Дано енергетичне трактування виникнення вітрової нестійкості у відсутність, а також при наявності в'язкості в середовищах. Зазначено граничні умови, які повинні бути використані для адекватного опису нестійкості КГ: непроникні або "перколяційні". Із застосуванням "перколяційних" граничних умов досліджений розвиток вітрового хвилювання поверхні води, винивнення вибухових взаємодій збурень границі розділу повітряний потік-вода при врахуванні їх в’язкостей, розвиток зсувних нестійкостей на контактній границі сталевих зразків, коли границя навантажується косою ударною хвилею, а також зсувних нестійкостей у металах при їхній спільній прокатці у вакуумі. Наведено приклади прояву нестійкості КГ у навколишнім середовищі.Документ Создание программного комплекса (система RFM) для исследования краевых задач математической физики, описываемых уравнением Пуассона, методом R-функций(Х. : ХНУ – ИПМаш НАН Украины, 2011) Шапарь, Д.А.; Дудинов, И.Б.Актуальность создания компьютерных систем, позволяющих моделировать различные процессы электродинамики, механики деформируемого твердого тела, теории пластин и оболочек, гидродинамики неоспорима. Возможность моделировать процессы в системе, исследовать результат воздействия различных факторов, а также производить вычислительный эксперимент дает огромное преимущество. Без такой возможности на разработку и доведение до совершенства любой системы понадобились бы огромные материальные средства и временные затраты. Немаловажным преимуществом вычислительного эксперимента и компьютерного моделирования является возможность исследования системы на стабильность и безопасность.Документ Проблемы и перспективы использования энергетического потенциала сероводорода Черного моря(Х. : ХНУ – ИПМаш НАН Украины, 2011) Ткаченко, В.И.Оценочные расчеты показывают, что если ежегодно изымать из Черного моря около 25 млн. тонн сероводорода, то это будет эквивалентно получению энергии порядка 9,25 млрд. кВт ч (сгорая, один килограмм сероводорода дает энергию 1334 кДж). Этот показатель составляет 10,4% от уровня производства электроэнергии АЭС Украины в 2005 году. Таким образом, Черное море, как источник сероводорода, может дать существенную добавку в энергобаланс Украины, не нарушая при этом экологического равновесия региона.Документ Математическое моделирование деятельности банка(Х. : ХНУ – ИПМаш НАН Украины, 2011) Пешнина, А.Е.В работе была решена задача оптимального распределения денежных средств в структуре внутрибанковской деятельности. Была построена математическая модель структуры банка как предфрактального графа, выполнена оптимизация денежных потоков между вершинами с использованием математического аппарата линейного программирования, а также решена задача двухкритериальной оптимизации, а именно, максимизация прибыли и минимизация рисков, распределения денег на каждой висячей вершине структуры с использованием генетического алгоритма.Документ Прогрессивные методики преподавания на физико-энергетическом факультете. 10 лет преподавания(Х. : ХНУ – ИПМаш НАН Украины, 2011) Немченко, К.Э.Физико-энергетический факультет является первым в Украине факультетом двойного подчинения Министерства образования и науки, молодежи и спорта и Национальной академии наук Украины. Факультет является структурной единицей Института высоких технологий Харьковского национального университета имени В. Н. Каразина и Института проблем машиностроения имени А. М. Подгорного НАН Украины.Документ Abnormal temperature-diffusion relationship in the external periodic fields(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна. V.N. Karazin Kharkiv National University, 2011) Marchenko, I.G.; Marchenko, I.I.; Марченко, І.Г.; Марченко, І.І.Using the methods of computer modeling this scientific paper studies the special features of diffusion of the particles subjected to the external periodic force in the crystal lattice. The particle motion is described by a Langevin equation. The systems with a low friction coefficient may experience abnormal diffusion modes, in particular hyperdiffusion and subdiffusion. The applied external time-periodic field causes limitation of time intervals of abnormal diffusion making the diffusion coefficients dependent on frequency of applied force. The temperature relationships of these values have been calculated. It has been shown that the diffusion coefficients behave in abnormal ways as the temperature changes. In some temperature intervals the diffusion may increase as the temperature drops. Location and width of these intervals depend on the frequency of the external field. У роботі методами комп’ютерного моделювання вивчені особливості дифузії частинок, які знаходилися під впливом зовнішньої періодичної сили, у кришталевій решітці. Їх рух описувався рівнянням Ланжевена. У системах з низьким коефіцієнтом тертя можуть виникати аномальні режими дифузії: гіпердифузія та субдифузія. Накладення зовнішнього, періодичного у часі, поля призводить до обмеженості часових інтервалів аномальної дифузії, що викликає залежність коефіцієнтів дифузії від частоти прикладеної сили. Розраховані температурні залежності цих величин. Показано що коефіцієнти дифузії ведуть себе аномально зі зміною температури. У деяких температурних інтервалах дифузія може зростати із зниженням температури. Положення та ширина цих інтервалів залежить від частоти зовнішнього поля. В работе методами компьютерного моделирования исследованы особенности диффузии частиц, находящихся под воздействием внешней периодической силы, в кристаллической решетке. Их движение описывалось уравнением Ланжевена. В системах с низким коэффициентом трения могут возникать аномальные режимы диффузии: гипердиффузия и субдиффузия. Наложение внешнего, периодического во времени, поля приводит к ограничению временных интервалов аномальной диффузии, что вызывает зависимость коэффициентов диффузии от частоты приложенной силы. Рассчитаны температурные зависимости этих величин. Показано что коэффициенты диффузии ведут себя аномально с изменением температуры. В некоторых температурных интервалах диффузия может возрастать с понижением температуры. Расположение и ширина этих интервалов зависит от частоты внешнего поля.Документ Meandering shape of dispersion curves of magnetized plasma-filled waveguides(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна. V.N. Karazin Kharkiv National University, 2011) Tkachenko, V.I.; Shcherbinin, V.I.; Ткаченко, В.І.; Щербінін, В.І.The article presents the results of theoretical research of meandering behavior of dispersion curves of waveguides with magnetized plasma filling. It is shown that regardless of plasma density joint solutions for different pairs of equations, satisfying the dispersion relation, can exist. It is determined that they are unique dispersion curves intersection points with domain boundaries which establish the solution set of these equations. It is shown that for each dispersion curve, belonging to one or several domains can be unambiguously determined. It is discovered that intersection of dispersion curve with the domain boundaries results in its meandering behavior. It is shown that in the absence of the points of such intersection the dispersion curve cannot leave the boundaries of one domain and in this case meandering behavior of the curve is absent. У статті представлено результати теоретичного дослідження звивистої поведінки дисперсійних кривих у хвилеводах із магнітоактивним плазмовим наповненням. Показано, що незалежно від густини плазми можуть існувати спільні розв’язки для різних пар рівнянь, які задовольняють дисперсійному співвідношенню. Встановлено, що вони є єдиними точками перетину дисперсійних кривих із межами областей, які формує множина усіх розв’язків цих рівнянь. Показано, що для кожної дисперсійної кривої можна однозначно встановити приналежність до однієї або декількох таких областей. Виявлено, що перетин дисперсійною кривою меж областей призводить до її звивистої поведінки. Показано, що за відсутності точок такого перетину дисперсійна крива не може покидати межи однієї області й у цьому випадку звивиста поведінка у кривої не спостерігається. В статье представлены результаты теоретического исследования извилистого поведения дисперсионных кривых в волноводах с магнитоактивным плазменным наполнением. Показано, что вне зависимости от плотности плазмы могут существовать совместные решения для различных пар уравнений, удовлетворяющие дисперсионному соотношению. Установлено, что они являются единственными точками пересечения дисперсионных кривых с границами областей, которые образует множество всех решений этих уравнений. Показано, что для каждой дисперсионный кривой можно однозначно установить принадлежность одной или нескольким таким областям. Обнаружено, что пересечение дисперсионной кривой границ областей приводит к ее извилистому поведению. Показано, что в отсутствии точек такого пересечения дисперсионная кривая не может покидать пределы одной области и в этом случае извилистое поведение у кривой не наблюдается.Документ Естественный способ улучшения экологии приповерхностных слоев водных бассейнов(Х. : ХНУ – ИПМаш НАН Украины, 2011) Алферова, А.В.; Борц, Б.В.; Ткаченко, В.И.На основе предложенной авторами теоретической модели, заключающейся в представлении Ленгмюровских циркуляций (ЛЦ) упорядоченным набором конвективных кубических ячеек со свободными границами, анализируются характеристики возникающих в ЛЦ течений жидкости.Документ Молекулярно-кинетические модели тепломассообмена при движении воздуха вдоль поверхности жидкости(Х. : ХНУ – ИПМаш НАН Украины, 2011) Глебова, К.В.; Немченко, К.Э.; Русанов, А.В.Целью предлагаемой работы является создание теоретической модели кондиционера, работающего по принципу косвенно-испарительного охлаждения, поскольку в кондиционерах данного типа простейшим образом реализуется процесс получения холода за счѐт использования психрометрической разности температур.Документ Диссоциация молекулы воды во внешних электромагнитных полях(Х. : ХНУ – ИПМаш НАН Украины, 2011) Алферова, А.В.; Борц, Б.В.; Ткаченко, В.И.В работе предложена модель описания реальной молекулы воды ее двумерным аналогом – виртуальной молекулой (ВМ). В предложенной модели ВМ обеспечено условие совпадения основных собственных частот молекулы и ее трехмерного аналога. Остальные параметры ВМ (длина связей и массы атомов) перенормированы таким образом, чтобы молекула устойчиво существовала длительный интервал времени.Документ Virtual nitgrogen dioxide molecule dissociation in external electromagnetic fields(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна. V.N. Karazin Kharkiv National University, 2011) Alforova, A.V.; Borts, B.V.; Tkachenko, V.I.; Алфьорова, О.В.; Борц, Б.В.; Ткаченко, В.І.The model is proposed for describing a real nitrogen dioxide molecule by its two-dimensional analog, namely, the virtual molecule (VM). The proposed VM model provides the condition of coincidence between the fundamental eigenfrequencies of the real molecule and its virtual analog. The other VM parameters (bond length and atomic mass) are renormalized so that the molecule should steadily exist for a long time interval. Linear dynamics of VM atoms in the field of a monochromatic electromagnetic wave has been investigated. It is shown that under the action of an external electromagnetic field on the molecule at a resonance frequency, secular modes of vibrations are observed. The last ones are characterized by a time-linear growth of atomic oscillation amplitudes. The influence of the turn on of an external force at the time of stabilization of eigenfrequencies of the VM on the stability of VM atomic oscillations were made. It is shown that in some cases breaking of one of the VM bonds inevitably leads to the VM dissociation as a whole. As a result of numerical simulation, it has been established that the bond breaking has a threshold character, i.e., dissociation is not observed at the external force, which is below a certain value. In the region of forces exceeding the threshold values, the variation in the external electromagnetic field frequency is insensitive to the resonance effects that are due to the presence of dedicated frequencies of the VM. It is demonstrated that in the region, where the N – O bond breaking always takes place, there exist the O – O bond stability islands. Optimum parameters of VM dissociation have been determined. У роботі запропонована модель опису реальної молекули двоокису азоту її двовимірним аналогом - віртуальною молекулою (ВМ). У запропонованій моделі ВМ забезпечена умова збігу основних власних частот молекули і її аналога. Інші параметри ВМ (довжина зв'язків і маси атомів) перенормовані таким чином, щоб молекула стійко існувала тривалий інтервал часу. Досліджено лінійну динаміку атомів ВМ у полі монохроматичної електромагнітної хвилі. Показано, що при впливі зовнішнього електромагнітного поля на молекулу на резонансній частоті спостерігаються секулярні режими коливань, які характеризуються лінійним у часі ростом амплітуд коливань атомів. Досліджено вплив включення зовнішньої сили в момент установлення власних коливань ВМ на стійкість коливань її атомів. Показано, що в деяких випадках розрив однієї зі зв'язків ВМ неминуче призводить до її розпаду в цілому. У результаті чисельного моделювання встановлено, що розрив зв'язків має граничний характер, тобто дисоціація не спостерігається при зовнішній силі, меншої певного значення. В області сил, що перевищують граничні, варіювання частоти зовнішнього електромагнітного поля не відчутно до резонансних ефектів, обумовленим наявністю виділених частот у ВМ. Показано, що в області, де завжди відбувається розрив зв'язку, існують острівці стабільності. Визначено оптимальні параметри дисоціації ВМ. В работе предложена модель описания реальной молекулы двуокиси азота ее двумерным аналогом – виртуальной молекулой (ВМ). В предложенной модели ВМ обеспечено условие совпадения основных собственных частот молекулы и ее аналога. Остальные параметры ВМ (длина связей и массы атомов) перенормированы таким образом, чтобы молекула устойчиво существовала длительный интервал времени. Исследована линейная динамика атомов ВМ в поле монохроматической электромагнитной волны. Показано, что при воздействии внешнего электромагнитного поля на молекулу на резонансной частоте наблюдаются секулярные режимы колебаний, которые характеризуются линейным во времени ростом амплитуд колебаний атомов. Исследовано влияние включения внешней силы в момент установления собственных колебаний ВМ на устойчивость колебаний ее атомов. Показано, что в некоторых случаях разрыв одной из связей ВМ неизбежно приводит к ее распаду в целом. В результате численного моделирования установлено, что разрыв связей имеет пороговый характер, т.е. диссоциация не наблюдается при внешней силе, меньшей определенного значения. В области сил, превышающих пороговые, варьирование частоты внешнего электромагнитного поля не чувствительно к резонансным эффектам, обусловленным наличием выделенных частот у ВМ. Показано, что в области, где всегда происходит разрыв связи N – O, существуют островки стабильности связи O – O. Определены оптимальные параметры диссоциации ВМ.Документ Стационарные состояния и автомодельная динамика газовых пузырьков в жидких средах при уменьшении внешнего давления(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна, 2011) Борц, Б.В.; Скоромная, С.Ф.; Ткаченко, В.И.Получена система уравнений, описывающая фазовые превращения первого рода в различных средах с образованием газовых пузырьков. В предложенной системе уравнений учтены конвективные слагаемые в пространстве размеров пузырьков, которые преобразуют кинетическое уравнение для пузырьков в дивергентную форму с добавлением слагаемого, пропорционального функции распределения пузырьков в жидкости. Исследованы стационарные состояния газовых пузырьков в жидкости и их автомодельная динамика при уменьшении во времени по степенному закону внешнего давления. A system of equations describing the first-order phase transitions in various media with the formation of gas bubbles is obtained. The convective terms in the space of bubble size, which convert the kinetic equation for the bubbles in a divergence form, with the addition of term proportional to the bubbles distribution function in a liquid is taken into account in the proposed system of equations. The steady state of the gas bubbles in the liquid and its self-similar dynamics at a time-decreasing external pressure under the power law is investigated. Отримано систему рівнянь, що описує фазові перетворення першого роду в різних середовищах з утворенням газових пухирців. У запропонованій системі рівнянь враховані конвективні доданки в просторі розмірів пухирців, які перетворюють кінетичне рівняння для пухирців у дивергентну форму з додаванням доданка, пропорційного функції розподілу пухирців у рідині. Досліджено стаціонарні стани газових пухирців у рідині і їх автомодельна динаміка при зменшенні в часі за степеневим законом зовнішнього тиску.Документ Численный метод расчета гидрогазодинамических процессов в вихревой трубке(Х. : ХНУ – ИПМаш НАН Украины, 2011) Крамской, А.В.; Кудрявцев, И.Н.; Самохвал, И.А.В настоящей работе для описания гидрогазодинамических процессов в вихревой трубке Ранке-Хилша предложена математическая модель, в которой применяются усреднѐнные по Рейнольдсу уравнения Навье-Стокса, описывающие как ламинарные, так и турбулентные потоки вязкой жидкости или газа в различных направлениях. Для описания вихревых эффектов турбулентности в трубке Ранке-Хилша использована k модель турбулентности в формулировке Ментера. При этом коэффициент эффективной вязкости определяется как сумма коэффициентов молекулярной и турбулентной вязкости.Документ Исследование процессов тепломассообмена в косвенно-испарительных воздухоохладителях(Х. : ХНУ – ИПМаш НАН Украины, 2011) Немченко, К.Э.; Василенко, В.В.В предлагаемой работе изложены результаты исследования в области испарительного охлаждения воздуха. На основе этого исследования освоены и созданы экономичные и экологически безопасные испарительные теплообменники различных схемных решений и конструкций.Документ Автомодельная динамика многомерных волновых коллапсов(Физико-энергетический факультет Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина, 2012) Ткаченко, В.И.1. Впервые предложен метод выбора автомодельных переменных для описания развития многомерного ВК. В выбранных автомодельных переменных наряду с требованиями сохранения числа частиц и гамильтониана системы появляется дополнительное требование сохранения среднего квадрата радиуса волнового пакета. Последнее означает переход к таким автомодельным переменным, использование которых сохраняет средний поперечный размер волнового пакета, т.е. ВК в такой системе отсутствует. 2. Предложенные автомодельные подстановки в 2-D и 3-D случаях позволяют записать средний квадрат ширины волнового пакета в универсальном виде: величина квадрата ширины волнового пакета в новых переменных зависит только от гамильтониана системы, который при развитии ВК должен быть отрицательным по величине. 3. В физических переменных (радиус, время) темп развития сферически-симметричного ВК выше двумерного. 4. При развитии аксиально - симметричного трехмерного ВК взрывное увеличение амплитуды волновой функции наступает, прежде всего, вдоль оси системы. В радиальном направлении ВК отсутствует. При подходе к сферически-симметричному ВК динамика всей коллапсирующей системы должна быть исследована с учетом новых данных. Не исключено, что дальнейшее исследование образовавшейся в результате развития ВК системы послужит ключом к пониманию образования звездных систем и галактик.Документ Нетрадиционные источники энергии Черного моря и черноморского региона(Физико-энергетический факультет Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина., 2012) Ткаченко, В.И.