Настоящая монография посвящена развитию теории интегральных многообразий (интегральных поверхностей) для различных классов дифференциальных уравнений, встречающихся в нелинейной механике и содержащих "малый" или "большой" параметр. Приведен также анализ структуры решений на многообразиях. Книга должна помочь специалистам, занимающимся вопросами теории нелинейных колебаний, ознакомиться с результатами, связанными с дальнейшим развитием идей и методов Н. Н. Боголюбова по теории интегральных многообразий.Книга рассчитана на студентов старших курсов, а также аспирантов и научных работников, интересующихся современными вопросами теории дифференциальных уравнений.

В книге рассматриваются вопросы, связанные с теоретической и экспериментальной разработкой плазменных умножителей частоты СВЧ-диапазона. Анализируются различные нелинейные явления в плазме. Значительное внимание уделено процессам, происходящим на границе металл - плазма.Подробно описывается плазменный варактор - новый нелинейный элемент, являющийся плазменным аналогом полупроводникового перехода. Нелинейный конденсатор плазменного варактора образуется на поверхности металлического электрода, погруженного в плазму, а его обкладками являются сам электрод и резкая граница электронной компоненты плазмы, формирующейся под действием приложенного СВЧ-напряжения. Умножитель, работающий на плазменном варакторе, обеспечивает эффективность преобразования порядка 50% (для второй гармоники) при высоком уровне входной мощности, значительно превосходящем возможности полупроводниковых приборов. Приводится обзор литературы и обширная библиография, посвященная исследованиям плазменных умножителей за последние 20 лет. Даются рекомендации по конструированию плазменных умножителей и данные для инженерного расчета.

Сборник содержит курс лекций по теоретическому анализу нелинейных процессов в мощных многорезонаторных клистронах и вопросам оптимизации их параметров.

Книга посвящена так называемым сингулярно возмущенным уравнениям (в том числе обыкновенным нелинейным дифференциальным уравнениям, интегро-дифференциальным уравнениям и дифференциально-разностным уравнениям), т. е. уравнениям, содержащим малый параметр и претерпевающим вырождение (например, понижение порядка), если положить параметр равным нулю.В книге дано систематическое и единообразное изложение теории такого рода уравнений (до последнего времени материал содержался почти исключительно в статьях). Вниманию читателей предлагается алгоритм построения асимптотического разложения решения различных задач для таких уравнений, простой по форме и удобный для практического применения.Книга рассчитана на научных работников и студентов, занимающихся асимптотическими методами. Она представляет интерес также для физиков, механиков и инженеров. Основные результаты монографии доступны лицам, имеющим математическую подготовку в объеме технических вузов.

Рассмотрены нелинейно-инерционные поведенческие модели устройств, пригодные для работы при широкополосных и сверхширокополосных воздействиях. Проанализированы наиболее перспективные для инженерного применения модели в виде рекурсивных фильтров различных порядков.Для широкого круга специалистов: научных сотрудников, инженеров, работающих в области проектирования и измерения параметров радиоэлектронной аппаратуры, а также преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области радиотехники.

Переход к исследованию нелинейных явлений и применение вычислительной техники открывают принципиально новые возможности в познании законов природы. Самоорганизация, порядок и хаос, симметрия в природе, компьютерные игры, позволяющие по-новому взглянуть на физические законы, - таковы основные темы сборника.Для широкого круга читателей, интересующихся методами информатики.

В книге рассмотрены линейные и нелинейные электрические цепи. Все главы данного издания подверглись переработке и дополнению. По линейным цепям включен следующий новый материал: основы метода пространства состояний, аппроксимация частотных характеристик, дополняющие двухполюсники, перенос идеальных источников, конверторы и инверторы и др.; по нелинейным цепям - применение интегральных уравнений, селективное выпрямление, субгармонические колебания, автомодуляция, метод неопределенной матрицы и двойного алгебраического дополнения и др. Введены вопросы и задачи для самопроверки.

В работе предлагается подход к определению эффективных теплофизических величин для дисперсно-наполненного композитного материала. Этот подход во многом аналогичен способу определения деформационно-прочностных характеристик для таких материалов. В том и другом случае решается задача о детальном распределении параметров состояния в расчетной области (по неоднородной среде, моделирующей композит). В случае теплофизических характеристик это распределение температуры, в случае деформационно-прочностных — распределение параметров напряженно-деформированного состояния: перемещений, деформаций и напряжений. Далее проводятся процедуры осреднения, которые сами по себе могут быть различными, а сопоставление осредненных по неоднородной расчетной области параметров с аналогичными данными для условно однородной среды позволяет оценить так называемые эффективные характеристики. Отмечается, что вычисление коэффициента теплопроводности по теории смесей приводит к большим погрешностям.

Процесс изнашивания рассматривается как стохастический процесс, протекающий в поверхностных слоях контактирующих тел и включающий выкрашивание микрочастиц, их стохастический транспорт, а также процессы наносварки. Результаты исследования позволяют идентифицировать параметры макроскопической модели на основе моделирования процессов на наноуровне и тем самым осуществить переход от нано- к макроуровню.

Изучены процессы изнашивания керамики на основе тетрагонального диоксида циркония, частично стабилизированного оксидом иттрия (Y-TZP), при высокоскоростном скольжении по стали без смазочного материала. Испытания проводились по схеме палец-диск до скоростей скольжения 47 м/с. Показано, что в процессе испытаний на изнашивание на поверхности керамических материалов Y-TZP и Y-TZP-Al2O3 возникают трибослои сложного состава, которые являются причиной немонотонного изменения интенсивности изнашивания. На первой стадии при увеличении скорости скольжения (от 0,1 до 4 м/с) имеет место смена типа изнашивания от нормального к катастрофическому с высокой интенсивностью изнашивания. На второй стадии (в диапазоне скоростей от 6 до 47 м/с) интенсивность изнашивания уменьшается практически до начальных значений, характерных для малых скоростей скольжения (0,1 м/с). В этом диапазоне скоростей имеет место практически безысносное трение керамик Y-TZP и Y-TZP-Al2O3.

Исследованы триботехнические характеристики композиционных покрытий, полученых методом электронно-лучевой наплавки на основе азотсодержащей хромомарганцевой стали с карбонитридами титана. Показано, что с ростом содержания карбонитридов титана в матрице Х20АГ20 абразивная износостойкость возрастает. При испытании по схеме "вал - две плоские колодки" при комнатной температуре исследуемые покрытия с увеличением в них доли карбонитридов титана показывают более высокую износостойкость. Дополнительная термическая обработка покрытий улучшает их триботехнические характеристики и увеличивает диапазон допустимых скоростей скольжения и удельных нагрузок.

В сплаве Zr+1% Nb в двух структурных состояниях прослежено распределение дефектов в зонах локализации пластической деформации. Установлено, что на стадии параболического деформационного упрочнения дислокационная структура развивается неравномерно. Накопление дефектов и развитие дислокационной структуры в зонах локализованной деформации происходят быстрее, чем в зонах с пониженной скоростью течения.

Приведено краткое исследование изменения фазового состава при спекании композитов на основе подшипниковой стали с добавками карбидов кремния и бора в шихте. Обнаружено полное растворение карбида бора при спекании с образование боридов железа, что привело к исчезновению фрикционных свойств спеченного материала. В композитах, содержащих карбид кремния, эффект растворения фрикционной составляющей частично уменьшается за счет введения крупнодисперсного порошка, что вызывает повышение коэффициента трения.

Исследовано влияние нано- и микронаполнителей, включая нановолокна и ультрадисперсный порошок Al2O3, а также оксигидроксиды алюминия AlO(OH), на механические и триботехнические свойства сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Установлено, что модифицирование его нановолокнами Al2O3 в пределах 0,1-0,5 мас.% обеспечивает существенное повышение его прочности и многократное увеличение износостойкости. Модифицирование ультрадисперсными порошками Al2O3(200-500 нм) в тех же количествах несущественно изменяет триботехнические характеристики полимера. Наполнение сверхвысокомолекулярного полиэтилена микронных размеров (3-50 мкм) в количестве 20 мас.% приводит к повышению износостойкости исходного полимера, сравнимому с износостойкостью при малом содержании нановолокон. Методами рентгеноструктурного анализа, ИК-спектроскопии и электронной микроскопии показано, что введение в сверхвысокомолекулярный полиэтилен нановолокон Al2J3 приводит к формированию принципиально иной надмолекулярной структуры в сравнении с использованием микронаполнителей.

Представлены расчеты модулей Юнга и сдвига, коэффициента Пуассона в зависимости от направления на плоскостях (100) и (110) В2-фазы монокристалла Ti50Ni45Fe2. Расчеты проведены на основе измеренных авторами скоростей поперечных и продольных ультразвуковых волн, распространяющихся в указанном сплаве при атмосферном и гидростатическом давлении 0,6 ГПа при температуре 298 К. Показано, что, в отличие от действия температуры при ее понижении на пути к мартенситному превращению, наложение давления на сплав, находящийся в таком же предпереходном состоянии, повышает анизотропию кристаллической решетки.

Представлены результаты анализа ИК спектров растворов нефти Усинского месторождения в хлорсодержащих и ароматических углеводородах в области 3700-3200 см-1. Полосы поглощения растворов нефти отличаются по форме контура и по положению максимумов, что обусловлено влиянием растворителей. С увеличением доли растворителя с высоким потенциалом обменного взаимодействия (хлороформ, толуол) происходит разрыв отдельных водородных связей с дальнейшей их рекомбинацией или образованием новых связей.

С целью разработки биосовместимых антифрикционных композитов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) в первой части работы определены механические и триботехнические характеристики гибридной полимерной матрицы в виде смеси СВМПЭ с политетрафторэтиленом (ПТФЭ) в условиях сухого трения, граничной смазки и абразивного износа. Показано, что интенсивность изнашивания указанного материала в условиях сухого трения скольжения снижается более, чем вдвое в сравнении с чистым СВМПЭ. При этом механические характеристики изменяются несущественно. В условиях граничной смазки (дистиллированная вода) износостойкость матричного материала близка к таковой при сухом трении скольжения. В условиях абразивного изнашивания износостойкость композиций мало отличается от износостойкости исходного СВМПЭ. Обсуждаются механизмы изнашивания полимерной смеси СВМПЭ—ПТФЭ в условиях сухого трения скольжения и абразивного изнашивания.??.

Рассмотрен современный уровень развития техники, исследований и применений на ПФ в развивающихся странах Азии, Африки и Латинской Америки. Представлена сводка имеющихся установок ПФ. Приведены результаты исследований работы ПФ: генерация электронных и ионных пучков, нейтронов, МРИ и ЖРИ, разряда в ПФ. Показаны примеры применения ПФ в обработке материалов, рентгенографии, нейтронографии, генерации короткоживущих изотопов, медицине. Книга рассчитана на специалистов в области электрофизики, физики плазмы и ядерной физики.

Исследовано поведение при деформации сжатием и сдвигом пористых, 10-70 %, образцов из оксида алюминия и диоксида циркония. Анализ кривых «напряжение - деформация» показал, что имеет место переход от типично хрупкого разрушения для относительно плотных образцов обоих составов до псевдопластичного при высоком уровне пористости. Значения предела прочности при сжатии, эффективных модулей упругости и сдвига, а также коэффициента Пуассона уменьшаются с увеличением объёма порового пространства керамических образцов, что коррелирует с появлением в них множественного растрескивания, формирующегося в ходе деформации.

С целью разработки экструдируемых антифрикционных материалов исследованы механические и триботехнические (в условиях сухого трения, граничной смазки и абразивного износа) свойства нано- и микрокомпозитов на гибридной матрице (сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) и политетрафторэтилен (ПТФЭ)). В условиях сухого трения скольжения применение матрицы СВМПЭ + 10 вес.% ПТФЭ снижает интенсивность изнашивания нано- и микрокомпозитов на 10—30% при значительном уменьшении механических характеристик микрокомпозитов и несущественном — нанокомпозитов. При граничной смазке дистиллированной водой влияние дисперсности наполнителей на износостойкость аналогично. При абразивном изнашивании износостойкость микрокомпозитов существенно выше, чем у матрицы СВМПЭ + 10 вес.% ПТФЭ, а введение в эту матрицу нанонаполнителей незначительно влияет на её износостойкость. Методами растровой электронной микроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии и оптической микроскопии исследованы надмолекулярная структура, степень кристалличности и топография поверхностей изнашивания разработанных материалов, обсуждаются механизмы их изнашивания в условиях сухого трения скольжения и абразивного изнашивания.

В книге, являющейся первым томом серии обзорных статей ведущих специалистов США и Западной Европы, рассмотрены принципы организации и использования лабораторных экспериментальных систем автоматизации с применением ЭВМ в химических и биохимических исследованиях. Описаны структура, программное обеспечение, режимы эксплуатации некоторых конкретных систем, а также технические варианты применения вычислительной техники в ЭПР, Фурье-спектроскопии, автоматической спектрофотометрии и др. Изложены методы программирования и методы обучения научных сотрудников и студентов работе на лабораторных ЭВМ. Книга представляет большой интерес для химиков всех специальностей (неоргаников, физико-химиков, аналитиков, органиков, биохимиков), физиков и инженеров-химиков научно-исследовательских и заводских лабораторий. Значительную пользу она окажет также преподавателям и студентам вузов.

Методом импульсного магнетронного распыления получено твердосмазочное композитное покрытие системы Cu-Mo-S. Методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии изучена морфология поверхности и микроструктура полученных покрытий. Элементный состав покрытий изучен методами микрорентгеноспектрального анализа. Проведено исследование влияния композитных покрытий системы Cu-Mo-S на триботехнические свойства пары трения «медь - медь» при работе в атмосфере инертного газа и на воздухе. Установлено, что применение этих покрытий повышает износостойкость пары трения в атмосфере аргона примерно в 72 раза, при этом коэффициент трения на воздухе снижается примерно в 2.2 раза.

Изучено разрушение вольфрамо-медных функциональных градиентных материалов с V-образным надрезом с отверстием в вершине при нагружении типа I. Проведена оценка разрушающей нагрузки с использованием усредненной плотности энергии деформации в заданном контрольном объеме. В рамках численного подхода определена внешняя граница контрольного объема. Изменение механических свойств (модуль упругости, коэффициент Пуассона, вязкость разрушения К Iс., предел прочности при растяжении) по ширине образца представлено в виде степенной функции.

Исследована морфология и структура цинк- и медьсодержащих кальцийфосфатных покрытий, нанесенных методом микродугового оксидирования при различном напряжении на подложки из чистого титана и низкомодульного сплава Ti-40 масс.% Nb. Морфология микродуговых покрытий на обеих подложках представлена сфероидальными образованиями размером 8-42 мкм и порами размером 1-15 мкм. С повышением напряжения при осаждении покрытий от 200 до 300 В эти структурные элементы увеличиваются в размерах и частично разрушаются. Обнаружено, что при повышении напряжения поверхностная пористость микродуговых покрытий линейно возрастает от 14 до 24%. Установлено, что эффективные коэффициенты диффузии модельной биологической жидкости в пористых покрытиях изменяются от 0,85*10 в степени -10 до 9,0*10 в степени -10 м2/с. С увеличением размеров структурных элементов эффективный коэффициент диффузии модельной биологической жидкости в микродуговых покрытиях на титане увеличивается, а на сплаве Ti-40 масс.% Nb — уменьшается, что связано с увеличением доли кристаллической фазы.

We numerically calculated the coefficient of friction between a rigid cone and a viscoelastic Kelvin body under step-wise change of the velocity of sliding. The time dependence of the coefficient of friction has been empirically approximated. We show that the transition process has different character for the cases of increasing and decreasing of the sliding velocity.Проведен численный расчет коэффициента трения между жестким коническим индентором и основанием Кельвина при скачкообразном изменении скорости скольжения. Построена эмпирическая оценка, аппроксимирующая зависимость коэффициента трения от времени. Показан различный характер протекания переходного процесса в случае увеличения и уменьшения скорости скольжения.

Представлена динамика гидротермических коэффициентов, характеризующих агроклиматические ресурсы на территории Сибири, в пределах координат 50-65 град с.ш., 60-120 град в.д. в период современных климатических изменений. Проанализированы интенсивность, повторяемость, продолжительность неблагоприятных для сельского хозяйства метеорологических явлений (атмосферных засух и условий переувлажнения). В качестве индикатора использованы индекс засушливости Педя ( S) и стандартизированный индекс осадков и испарения ( SPEI ), рассчитанные по данным 134 метеостанций и реанализа ERA5. В Восточной Сибири и на западе рассматриваемой территории наблюдается увеличение засушливости ( тренд 0,2 - 0,5 ед. за 10 лет). Северные районы Казахстана, Саяны и Западно-Сибирская низменность в 1950 - 2020 гг. характеризуются относительной стабильностью гидротермических условий ( статистически значимые изменения не выявлены ). Прямая линейная зависимость гидротермических условий от крупномасштабных циркуляционных процессов в большинстве случаев не обнаружена. Наибольшее число статистически значимых коэффициентов корреляции получено для индекса засушливости S и индекса скандинавского колебания SCAND.

В настоящий сборник включены доклады, освещающие новые результаты исследований в области генезиса нефти и газа и их миграции. Рассмотрено влияние на процессы генерации нефти и газа геотермических, тектоно-физических условий, а также магнитного и других физических полей Земли. Приведены новые расчеты энергии активации и скоростей образования углеводородов при деструкции органического вещества. Описаны различные механизмы миграции нефти и газа на разных стадиях литогенеза, в разных геодинамических обстановках осадочных бассейнов, приводящие к формированию нефтяных и газовых залежей, начиная с диагенеза и вплоть до апокатагенеза. Обосновывается возможность наличия залежей нефти и газа на глубинах свыше 4 км в бассейнах, характеризующихся развитием в разрезах слагающих их пород специфических коллекторов и флюидоупоров. По проведенным расчетам мировые начальные извлекаемые запасы нефти составляют 800 млрд. т и газа 600 трлн. м3, из них "дешевых" - немного более половины. Имеются значительные ресурсы природных битумов. Описаны модели формирования нефтегазового потенциала осадочных бассейнов, геолого-экономической оценки и освоения содержания в них углеводородных ресурсов.

Книга посвящена одному из важнейших и актуальных направлений современной лазерной физики — генерации ультракоротких импульсов лазерного излучения. Изложена краткая история исследований, приведших к созданию принципиально нового источника света — лазера. Обсуждаются принципы работы лазеров, позволяющих генерировать импульсы фемтосекундной длительности и усиливать их мощность вплоть до петаваттного уровня. Показано, как измеряются длительности столь коротких лазерных импульсов. Приведены примеры наиболее ярких применений в области научных исследований, технике и медицине, основанные как на предельно короткой длительности лазерных импульсов, так и на сверхвысокой интенсивности лазерного излучения. В частности, рассматривается новейшее применение фемтосекундных лазеров — прецизионное измерение оптических частот и возможность создания сверхточных и компактных оптических часов на этой основе. Предназначено студентам, аспирантам, преподавателям и всем интересующимся проблемами современной лазерной физики и ее применениями в нанотехнологиях.

В книге описано современное состояние техники генерации сигналов различной формы (синусоидальных и импульсных) в широком диапазоне частот (от инфранизких до десятков ГГц) и амплитуд. Особое внимание уделено описанию серийных генераторов синусоидальных и импульсных сигналов, функциональных генераторов, генераторов с цифровым синтезом формы сигналов и генераторов сигналов произвольной формы. Приведено много примеров применения генераторов сигналов в исследовании, тестировании и отладке современной телекоммуникационной, связной и радиолокационной аппаратуры, а также в технике физического эксперимента. Издание рассчитано на научных работников, инженеров, аспирантов, преподавателей и студентов университетов и вузов.

Рассмотрены электромагнитные свойства плотных электронных пучков применительно к проблемам транспортировки энергии, их релаксации в плазме, усиления и генерации электромагнитного излучения в плазменной и вакуумной СВЧ-электронике. Изложены линейные и нелинейные аспекты взаимодействия пучков с электромагнитными волнами в плазме, волноводах, ондуляторах. Построена теория плазменных генераторов электромагнитного излучения в электронных пучках.Для научных работников и инженеров, работающих в области электродинамики плазмы и физической электроники, а также аспирантов и студентов радиофизических отделений вузов, специализирующихся в этих областях.

Книга посвящена плазме высокой плотности, сжатой так сильно, что энергия межчастичного взаимодействия становится сопоставимой с кинетической энергией теплового движения. Большая часть вещества Вселенной находится именно в этом экзотическом состоянии. Рассматриваются методы генерации и диагностики неидеальной плазмы. Приведены результаты экспериментальных исследований термодинамических, переносных и оптических свойств. Особое внимание обращено на быстро развивающиеся новые направления физики неидеальной плазмы, такие как металлизация диэлектриков и диэлектризация металлов, однозарядная плазма, пылевая плазма и её кристаллизация. Для студентов, аспирантов и научных работников, занимающихся вопросами физики плазмы, плотных сред, статистической теорией многих частиц, вопросами плазменных технологий и явлениями в газовом разряде. Рекомендовано УМО РФ по образованию в области прикладных математики и физики в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлениям «Прикладные математика и физика».

В материалах конференции содержатся не публиковавшиеся ранее результаты оригинальных исследований, осуществленных после проведения конференции «ФНТП-2007», а также материалы обзорных докладов по данной проблеме. Они представляют интерес для специалистов, работающих в области низкотемпературной плазмы, а также для студентов вузов и аспирантов соответствующей профессиональной направленности.