Измерена фрактальная размерность поверхности пористой керамики. Полученная зависимость от объема порового пространства имеет два излома, отражающие изменение характера пористости от изолированных пор до сообщающихся поровых кластеров. что позволяет получить корреляцию с известными особенностями в поведении пористых тел.

В монографии рассмотрены вопросы течения пластовых и применяемых в нефтедобыче гетерогенных систем в однородных и неоднородных пористых средах. Приведены экспериментальные и теоретические исследования фильтрации полимерных растворов, нефтяных дисперсных систем и газированных жидкостей в докритической области. Предложен механизм наблюдаемых явлений, модели стационарной и нестационарной фильтрации гетерогенных систем, дано сравнение результатов моделирования с экспериментом и промысловыми данными. Подробно описано образование докритических нанопузырьков-зародышей в газозожидкостных смесях, сопутствующий эффект проскальзывания, условия его возникновения и влияние на процесс псевдоожижения и фильтрации газированных ньютоновских и неньютоновских жидкостей. Приведены исследования образования фрактальных структур и течения фрактально-неоднородных систем, а также фильтрации во фрактально-неоднородных пористых средах. Рассмотрены волновые процессы при вибровоздействии на пластовые системы, а также вопросы применения вейвлет преобразования для решения задач подземной гидродинамики. Книга предназначена научным работникам, инженерам-нефтяникам, аспирантам и студентам соответствующих вузов.

В книге подробно изложены результаты экспериментального изучения закономерностей высокотемпературной деформации при растяжении и сжатии промышленных алюминиевых сплавов в широком скоростном диапазоне, включая интервалы проявления сверхпластических свойств. Показано, что сверхпластичность имеет место в термомеханических режимах динамической рекристаллизации, в процесс которой исходная деформированная или литая структура становится равноосной ультрамелкозернистой. Установленные данные позволили рассмотреть эффект с позиций самоорганизации диссипативных структур и привлечь для математического моделирования методы нелинейной динамики, в частности аппарат теории катастроф. В рамках сформулированных определяющих соотношений дано аналитическое решение задач управления технологическими процессами прессования кругового прутка в конической матрице и изготовления листа прессопрокаткой с целью получения конечного продукта с качественной ультрамелкозернистой структурой. Выявлены закономерности реализации устойчивой сверхпластической деформации при одноосном растяжении. Приведены примеры конкретных технологических операций объемного формоизменения с использованием сверхпластичности. Изложенные в монографии экспериментальный подход и математические модели могут быть привлечены для решения задач оптимизации энергосиловых и кинематических параметров формообразования наноструктурированных материалов. Для студентов, аспирантов, научных работников высших учебных заведений, институтов РАН, НИИ а также для инженерно-технических работников промышленных предприятий.

Данное учебное пособие призвано помочь учащимся и специалистам разобраться в особенностях золь-гель синтеза и освоить основные технологические приемы. Оно соответствует ФГОС ВПО третьего поколения и может быть рекомендовано для обучения бакалавров и магистров по направлениям - "Электроника и наноэлектроника!" и "Нанотехнологии и микросистемная техника". Пособие может быть полезно аспирантам материаловедческих специальностей и специалистам в области жидкофазного синтеза материалов, а также может использоваться на курсах повышения квалификации специалистов, работающих в области технологии и диагностики микро- и наноматериалов.

В настоящей книге представлено современное состояние теории нелинейных колебаний и волн. С единой точки зрения рассматриваются колебательные и волновые процессы, как периодические, так и хаотические, в системах самой различной физической природы. Показано, что такие популярные и быстро развивающиеся в последние годы науки, как нелинейная динамика, теория солитонов и синергетика. которые часто изучаются независимо друг от друга, фактически являются составными частями теории колебаний и волн. На ряде примеров демонстрируется. что эта теория отражает наиболее общие законы природы, справедливые для систем, являющихся объектами изучения различных наук: физики, химии, биологии и т. д. Единство колебательных законов позволяет строить простые модели сложных систем, которые, в свою очередь, позволяют прояснить общие свойства изучаемых систем и предсказать их поведение в конкретных условиях. Кроме классических колебательных и волновых явлений в книге рассматриваются нетрадиционные проблем шумоиндуцированных колебаний и турбулентности. Книга предназначается для специалистов в области теории нелинейных колебаний и волн, научных работников и инженеров, чья деятельность связана с исследованием колебательных и волновых процессов; а также аспирантов и студентов старших курсов для углубленного изучения общих законов теории колебаний и волн и их приложений к конкретным системам.

Можно ли создать формализованный аппарат термодинамики, в том числе и для самоорганизующихся систем, как раздала теоретической физики, соответствующий сегодняшнему пониманию протекающих неравновесных и нелинейных процессов в открытых системах с хаотической динамикой? В монографии излагаются проблемы математического и численного моделирования нелинейных процессов в открытых физико-химических локально-неравновесных системах с фазовыми переходами и самоорганизацией, которые ранее методами классической термодинамики не могли быть решены. Эти задачи на основе принципа локального неравновесия позволяют на феноменологическом уровне в рамках хаотической динамики описать возникновение и эволюцию гомо- и гетерофазных флуктуаций, ответственных за возникновение новых структур. Учитываются трудно формализуемые потери энергии, последействие и релаксация, которые приводят к бифуркационным явлениям, забыванию начальных условий и, как следствие, - необратимости. эффективность разработанного термодинамического подхода проверена на задачах в системах с процессами переноса энергии, массы, импульса и заряда при наличии источников и стоков, межфазного слоя с испарением и конденсацией, химическими реакциями и некоторых задачах нерегулярной динамики, включающих самоорганизацию, в биофизике и медицине. Книга может быть полезна как специалистам в области термодинамики сплошных сред, гидродинамики, синергетики, так и студенческой аудитории, в частности магистрам, специализирующимся в области термодинамик и реальных процессов.

В сборнике тезисов докладов школы-семинара "Непериодические быстропротекающие явления в окружающей среде" рассмотрен широкий круг вопросов по актуальной проблематике. Доклады сгруппированы по соответствующим разделам, охватывающим философско-методологические проблемы, явления, возникающие в процессе взаимодействия Земли и Космоса, Земли и атмосферы, в литосфере. Большое внимание уделено взаимоотношениям живых систем с окружающей средой с позииций понятия ноосферы. Рассмотрены техническая деятельность человека, вопросы экологии и мониторинга. Приведены новые идеи, ставящие задачей объяснить необычные явления окружающего нас мира. Неоторые из них дискуссионны, но они заставляют думать, искать новые пути решения назревших научных проблем.Сборник тезисов предназначен для широкого круга лиц, интересующихся тематикой школы-семинара.

В работе для анализа свойств изношенных поверхностей различных металлов использованы представления теории фракталов. Определены фрактальные свойства поверхностей после абразивного изнашивания. Показано, что для анализа морфологической структуры изношенных поверхностей применимы как моно- так и мультифрактальные представления; установлено, что фрактальная размерность, рассчитанная в рамках монофрактального подхода, существенно отличается от целого значения, а рассчитанная в рамках мультифрактального подхода также существенно отличается от целого, и ее величина определяется масштабным уровнем, на котором проведены исследования.

В рамках метода редукции размерности с использованием иерархически организованной памяти разработан алгоритм расчета силы трения между фрактальной шероховатой поверхностью и эластомером с произвольными линейными реологическими свойствами. Предлагаемый метод позволяет рассчитывать силу трения между эластомером и твердой поверхностью с экспериментально измеренной топографией с учетом как широкого спектра волновых векторов реальных поверхностей (от нанометров до сантиметров), так и широкого спектра времени релаксации (от наносекунд до секунд).

Построен и обоснован новый класс фрактальных функций с учетом специфических свойств атомарных функций. Впервые получены новые синтезированные атомарно-фрактальные функции в комбинациях с классическими недифференциальными функциями Больцано, Ханкеля, Кантора, Вейерштрасса, Ван-дер-Вардена, Безиковича, Серпинского. Проведенный численный эксперимент для одномерных и двумерных фрактальных антенных решеток и анализ физических результатов показал эффективность и надежность предложенного метода.Для специалистов, аспирантов, студентов как по радиофизической тематике, так и по математическому моделированию физических процессов.

В монографии изложены основные положения структурной теории конструктивной прочности материалов с реальной структурой на макро-, мезо- и микромасштабном уровнях. Модели (механизмы) развития упругой пластической деформации и разрушения материалов разработаны на основе синтеза новейших достижений физики конденсированных сред, структурной механики разрушения и материаловедения. Основные выводы структурной теории конструктивной прочности, разработанной научной школой Новосибирского государственного технического университета, положены в основу анализа упрочнения реальных промышленных сплавов для повышения их надежности и долговечности. Книга адресована материаловедам научно-исследовательских и промышленных учреждений, преподавателям, аспирантам, магистрантам и студентам высших учебных заведений.

В книге методически обобщены собственные изыскания автора, результаты научных исследований, характеризующие сущность коллоидно-химических представлений и аналитических методов исследований, позволяющие понять особенности поведения НДС в реальных условиях их существования, в частности в процессах добычи, транспорта, переработки, хранения и применения. Представленное изложение материала предполагается в дальнейшем использовать при создании единых и общих принципов физико-химической механики нефтяных дисперсных систем в учебных курсах, связанных с технологией переработки углеводородного сырья.

Рассмотрена задача о накоплении повреждений в горном массиве вокруг выработки и обрушении кровли с точки зрения развиваемого авторами эволюционного подхода. Нагружаемая полем сил тяжести геосреда рассматривается как нелинейная динамическая блочная система, эволюционирующая по законам синергетики. Определяющие соотношения, записанные в виде двух групп эволюционных уравнений, обеспечивают конкуренцию положительных и отрицательных обратных связей между параметрами геосреды, для которой учтены эффекты внутреннего трения, дилатансии, накопления повреждений и деградации прочностных свойств. Выполненные расчеты показали, что, меняя нелинейные характеристики среды, можно описать как вязкий, так и хрупкий режим разрушения, квазистационарный или существенно неравновесный режимы обрушения кровли.

Представлены результаты комплексного исследования микроструктуры и механических свойств поверхностных слоев титана в различных структурных состояниях (субмикрокристаллическое, микрокристаллическое и крупнозернистое), модифицированного в условиях имплантации ионами алюминия. Повышение физико-механических свойств титановых материалов основано на формировании модифицированного поверхностного слоя, состоящего из реструктурированной исходной мишени и формируемого твердого раствора. Уменьшение размера зерна исходного материала приводит к внедрению компонентов на большие глубины вследствие диффузии, что, в свою очередь, оказывает положительное влияние на свойства имплантированных материалов.

На основе анализа экспериментальных результатов последних лет сделано заключение, что поверхностные слои нагруженных твердых тел являются самостоятельной подсистемой, в которой развиваются волновые механизмы пластического течения, определяющие зарождение первичных деформационных дефектов всех видов. Эти процессы являются синергетическим активатором пластического течения о объеме деформируемого твердого тела.

В монографии освещены теоретические, методологически и технико-технологические предпосылки развития науки разрушения горных пород (РГП). Современное кризисное состояние науки РГП объясняется, прежде всего, устареванием ее парадигмы. Изложены новая концепция, модель разрушения и классификация способов разрушения, а также модель создания новых способов и средств РГП (С и СРГП), положенные в основу новой парадигмы, обоснованной разработками авторов в виде способов бурения, типов бурового инструмента и концепции создания бурового станка нового поколения. Также приводятся первоначальные сведения о мезомеханике, синергетике и нанотехнологии, как источниках разработки новой парадигмы науки РГП. Книга предназначена для специалистов научно-исследовательских учреждений и вузов, работающих в области РГП.

Монография посвящена изложению основ современной квантовой теории твердого тела с помощью языка псевдопотенциала. Показано, что идеи псевдопотенциала появляются как естественное следствие применения квантово-механической теории рассеяния (излагаемой в книге) к проблеме взаимодействия электрона с атомом (ионом). Особое внимание уделено принципам построения кристаллических потенциалов и теории экранирования. На языке псевдопотенциала рассмотрены основные положения зонной теории и проанализирована связь между теорией псевдопотенциала и основными методами расчета энергетической зонной структуры (ОПВ, ППВ, ККР, ККРЗ). В качестве примера использования теории псевдопотенциала обсуждено ее применение к одной из актуальных задач теории фазовых превращений - проблеме сравнительной устойчивости кристаллических структур металлов и сплава. На широком материале показаны возможности теории псевдопотенциалов в этом аспекте.