Настоящий сборник содержит 45 задач по газодинамике с решениями. В задачах рассматриваются изэнтропическое течение сжимаемой среды, ударные и детонационные волны. Некоторые из представленных задач включались в теоретический курс "Механика сплошных сред", читавшийся в Московском инженерно-физическом институте в 50-х годах, другие предлагались аспирантам Всероссийского научно-исследовательского института технической физики, часть из них составлена автором. Большинство задач базируется на теоретическом материале книги Е.И. Забабахина "Некоторые вопросы газодинамики взрыва". Сборник может рассматриваться как дополнительный материал для соответствующего теоретического курса, а также как руководство при решении простых практических задач. Он может быть полезен студентам, аспирантам и научным работникам, специализирующимся в области газодинамики и физики взрыва. Рекомендуется последовательная проработка предлагаемого материала, поскольку при решении некоторых задач используются результаты, полученные в предыдущих.

Книга посвящена проблемам моделирования турбулентных потоков газа, несущих дисперсную примесь в виде твердых частиц. Особое внимание уделено рассмотрению различных столкновительных процессов («частица-частица», «частица-стенка», «частица-тело»), имеющих место в гетерогенных потоках. С использованием большого массива экспериментальных и численных данных предложены и верифицированы безразмерные критерии, отвечающие за наличие и интенсивность указанных взаимодействий. Детально рассмотрены характеристики турбулентных гетерогенных течений в каналах (трубах), а также вблизи обтекаемых тел и в пограничных слоях. Описаны и проанализированы результаты физического и математического моделирования потоков газа с твердыми частицами, полученные в последние годы как российскими, так и зарубежными исследователями. Для научных работников, занимающихся исследованиями газодинамики и тепломассообмена многофазных потоков, а также преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений.

Предложена методика многоуровневого моделирования процессов трения и износа, объединяющая в рамках единой концепции численные расчеты методом подвижных клеточных автоматов на масштабах локальных контактов и макроскопическую феноменологическую теорию трения. При этом для моделирования на мезоскопическом уровне использована методика совмещения метода подвижных клеточных автоматов с численными методами механики сплошных сред. Приведены результаты моделирования локальных контактов в парах сопряжения гетерогенных фрикционных материалов. Проанализировано влияние исходной микрошероховатости на поведение квазижидкого слоя трения в пластичных материалах. В рамках макроскопической феноменологической модели трения процессы выкрашивания, повторного приваривания частиц износа, а также процессы массопереноса от одного из контактирующих тел к другому описываются в форме стохастических дифференциальных уравнений. Параметры феноменологических уравнений могут быть найдены только в рамках микроскопических моделей процессов, происходящих в трибологическом контакте. В данной работе для этого предлагается использовать результаты моделирования методом подвижных клеточных автоматов. Согласно разработанной методике было найдено значение коэффициента диффузии слоя трения. Результаты проведенного исследования позволяют идентифицировать параметры макроскопической модели на основе моделирования процессов на наноуровне и тем самым «перебросить мост» между нано- и макроуровнями. Ключевые слова: трение и износ, моделирование, методы частиц, дискретно-континуальное описание, феноменология.

Представлены оригинальные результаты в области математического и численного моделирования механического поведения разнопрочных и сыпучих сред. С помощью предлагаемых моделей определялись зоны локализации деформаций. Исследованы процессы распространения упругих и упругопластических волн в разрыхленных средах. Построены модели смешанного типа, описывающие течение сыпучих материалов при наличии застойных зон квазистатического деформирования. Были рассмотрены вопросы численной реализации моделей механики сыпучих сред на многопроцессорных вычислительных системах. Книга предназначена научным работникам, преподавателям университетов, аспирантам и студентам старших курсов, специализирующимся в области механики деформируемых сред, математического моделирования и смежных областях прикладной и вычислительной математики.

Представлены результаты исследований, выполненных авторским коллективом в течение последних 10-12 лет. На стыке физики прочности и материаловедения, механики, физики и химии полимеров, вычислительной механики в эти годы развивается направление, получившее ряд названий, -микромеханика, физическая мезомеханика, механика структурно неоднородных сред и т. д. Это направление представлено применительно к армированным полимерным системам в основном дисперсными наполнителями. Обсуждаются постановка и реализация прямых и обратных задач компьютерного конструирования полимерных композиций, приведены многочисленные примеры решения этих типов задач для научных работников и аспирантов, занимающихся проблемами разработки новых и улучшения качества существующих полимерных композиций, а также студентов в качестве учебного пособия по курсам "Прикладная механика", "Механика", "Наноматериалы и нанотехнологии", "Материаловедение", "Оценка надежности изделий", "Композитные материалы".

Изложены вопросы строения, структуры, а также механических свойств традиционных конструкционных материалов. Рассмотрено влияние различных факторов на свойства материалов. Перечислены возможные способы испытания образцов материалов и даны ссылки на соответствующие стандарты. Значительное внимание уделено вопросам изучения и определения свойств новых перспективных нанокристаллических материалов и конструкций из них. Рассмотрены вопросы описания состояния материалов с точки зрения традиционных подходов, а также линейной механики разрушения, мезомеханики и молекулярной динамики Для студентов высших учебных заведений.

Настоящий выпуск содержит статьи, посвященные разработке и развитию современных методов решения широкого круга задач механики деформируемого твердого тела, включая задачи исследования деформирования и разрушения материалов и конструкций. В статьях отражены вопросы численного моделирования физико-механических процессов, алгоритмизации и автоматизации прочностных расчетов при многофакторных физических воздействиях, методология оптимального проектирования несущих конструкций с учетом различных критериев и ограничений, экспериментально-теоретические исследования, создание и использование экспертных систем.

В книге изложены фундаментальные основы теории устойчивости систем за пределом упругости, общая концепция устойчивости, теория устойчивости элементов конструкций при сложном нагружении. Отражены основные этапы становления и развития пластической устойчивости оболочек и пластин при сложном нагружении, теория устойчивости элементов конструкций за пределом упругости в условиях ползучести. Книга адресована научным работникам, преподавателям вузов, инженерам-исследователям, аспирантам, специализирующимся в области механики твердых деформируемых тел и теории пластической устойчивости.

Деструкция геоматериалов и геосред, а также деформация и разрушение как пластичных, так и хрупких материалов и сред экспериментально и теоретически изучены на основе общей методологии нелинейных динамических систем. Представление процесса деструкции (неупругая деформация, накопление повреждений, разрушение) нагружаемых твердых тел и сред как пространственно-временной эволюции нелинейной динамической системы позволяет анализировать их деформацию и разрушение в рамках единой концепции. Характерной особенностью таких пространственно-временных иерархий являются коллективные явления и процессы самоорганизации. Представлены экспериментальные и теоретические результаты по изучению особенностей эволюции нагружаемых твердых тел и сред. Показано самоподобие процесса разрушения хрупких и пластичных материалов на разных масштабах. Найдены скейлинговые показатели. Установлен универсальный критерий фрактальной делимости нагруженных материалов и сред. Представлены результаты численного м моделирования развития неупругой деформации и разрушения твердых тел и сред как иерархически организованных систем.

Монография посвящена теории распространения сейсмических волн в анизотропных средах, физическим свойствам анизотропных сред, природе анизотропии. Изложено современное состояние проблемы математического моделирования распространения упругих волн в анизотропных средах. В основу книги положен курс лекций, прочитанный автором студентам-геофизикам НГУ, обобщающий теоретические и экспериментальные результаты исследований в анизотропных средах. В первой части книги рассмотрены анизотропия математических и природных объектов, упругих сред, взаимосвязь симметрии среды и физических явлений, особенности распространения объемных и поверхностных волн в анизотропных слоистых средах, геометрия индикатрис волновых характеристик, особенности поведения волновых характеристик в сингулярных областях. Значительное внимание уделено постановке задач, описанию физических особенностей волнового процесса, физического эксперимента, выделению основных физических характеристик, которые наиболее полно описываются свойства упругой среды. Вторая часть книги описывает физические и эффективные модели анизотропных сред, влияние напряженного состояния на упругие свойства среды, анизотропию. Раскрыты подходы конструирования эффективных анизотропных сред различной симметрии с определением упругих модулей. Проведен анализ волновых характеристик, упругих модулей в кристаллах различной симметрии, слоистых, трещиноватых средах, в средах с регулярной упаковкой шаров. Книга претендует на роль основного методического, учебного и справочного пособия по анизотропной тематике для студентов и специалистов в сейсморазведке и сейсмологии. Высокий математический уровень изложения и незагруженость текста узкоспециальной сейсмической терминологией делают книгу интересной и для специалистов в кристаллооптике, кристаллоакустике и механике сплошных сред.

Изложены общая нелинейная теория микрополярных оболочек (оболочка рассматривается как материальная поверхность Коссера, образованная частицами, обладающими шестью степенями свободы). На основе принципов и представлений современной механики сплошной среды сформулированы уравнения движения и определяющие соотношения упругих и неупругих оболочек при больших деформациях. Построена математическая теория групп поверхностной анизотропии оболочек. Установлены вариационные принципы нелинейной динамики и статики упругих микрополярных оболочек. Разработана теория дислокаций и дисклинаций в оболочках типа Коссера. Представлена термодинамическая теория фазовых превращений, развита теория разрывных решений и волн ускорения в оболочках. Найдены универсальные решения нелинейной статики упругих оболочек. Решены нелинейные задачи Сен-Венана о кручении и изгибе призматических и спиральных микрополярных оболочек. Сформулированы определяющие неравенства. Обсуждаются приложения теории микрополярных оболочек к задачам наномеханики и биомеханики. Для студентов, аспирантов и специалистов в области механики деформируемого твердого тела и прикладной математики.

В монографии рассмотрены макроскопические особенности локализации пластического течения в ГЦК, ОЦК, ГПУ моно- и поликристаллах чистых металлов и сплавов, а также в ультрамелкозернистых и аморфных материалах. Показано, что макромасштабная локализация пластического течения имеет автоволновой характер и возникает во всех деформируемых материалах, а тип автоволной локализации определяется законом деформационного упрочнения, действующим на соответствующей стадии процесса пластического течения. Формы картин локализации объяснены на основе представлений о самоорганизации дефектной подсистемы твердого тела при деформации. Предложена новая модель развития локализации, учитывающая взаимодействие фононной и дислокационной подсистем деформируемого материала. Книга рассчитана на специалистов в области физики пластичности, механики деформируемого твердого тела и физического материаловедения, а также будет полезна студентам и аспирантам.

В монографии рассмотрены микро-, мезо- и макроскопические аспекты процессов деформирования и разрушения твердых тел, а также моделирование физических процессов в сложных средах. Книга предназначена для специалистов в области механики, молекулярной динамики, вычислительной математики и физики пластичности и прочности материалов.

В предлагаемом сборнике задач по физике использован опыт преподавания общего курса физики в МГУ, Московском физико-техническом институте и Московском государственном педагогическом институте им. В. И. Ленина. По степени трудности задачи охватывают широкий диапазон: от самых элементарных до задач, стоящих на уровне оригинальных научных исследований, выполнение которых возможно на основе углубленного знания общего курса физики. Сборник состоит из пяти книг: I. Механика. II. Термодинамика и молекулярная физика. III. Электричество и магнетизм. IV. Оптика. V. Атомная физика. Физика ядра и элементарных частиц. Для студентов физических специальностей высших учебных заведений.

Первый том курса физики, широко известного у нас в стране и за рубежом. Создан на базе лекций, прочитанных автором в течение ряда лет в Московском физико-техническом институте. Главное внимание уделено выяснению физического смысла и содержания основных законов и понятий механики, установлению границ применимости этих законов, развитию у студентов навыков физического мышления и умения ставить и решать конкретные задачи. Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов физических специальностей высших учебных заведений.

Четвертый том курса физики, широко известного у нас в стране и за рубежом. Книга написана на основе лекций, которые в течение ряда лет читались автором студентам Московского физико-технического института. Основное внимание уделено выяснению физического смысла и содержания основных законов и понятий оптики, установлению границ применимости этих законов, развитию у студентов навыков физического мышления и умения ставить и решать конкретные задачи. Для студентов физических и математических факультетов университетов, физико-технических и инженерно-физических институтов, а также вузов, где физика является основной дисциплиной.

Содержит свыше 2000 задач по всем разделам курса общей физики. Каждой теме предшествуют краткие теоретические сведения, в конце сборника приведены обширные справочные таблицы. Материал сборника скомпонован в соответствии с современной концепцией изучения курса: механика, электромагнетизм, колебания и волны, оптика, квантовая физика и физика макросистем. Для студентов физических и инженерно-технических специальностей вузов; может быть использован во втузах с обычной программой по физике.

Сборник посвящен актуальным проблемам математического моделирования субмикронных технологий и квантовых наноприборов. Основное внимание уделено наиболее важным проблемам, таким как фотолитография, травление и осаждение тонких пленок, электронная литография, надежность соединений и корпусов микросхем, квантовое поведение нанотранзисторов. Отдельно рассмотрены квантовые модели структур с пониженной размерностью, спиновых структур, методы квантовой обработки и передачи информации, в частности квантовой криптографии. Обсуждается возможность построения полномасштабного твердотельного квантового компьютера на ядерных спинах кремния. Для специалистов в области микро- и наноэлектроники, аспирантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей.

В пособии рассмотрены важнейшие вопросы классической и современной физики. Для углубленного изучения включены, помимо программного материала, вопросы, составляющие передний край физической науки (например, современная классификация элементарных частиц, кварковая модель адронов). Для учащихся различных типов средних учебных заведений, которые намереваются в дальнейшем поступать в высшие учебные заведения различного профиля и различных форм обучения (дневные, вечерние и заочные), а также для подготовки к Единому государственному экзамену. «Справочное пособие» будет полезно преподавателям средних учебных заведений, а также работникам промышленности, которые по роду своей деятельности встречаются с физическими проблемами.

В увлекательной форме рассказывается о 10 величайших открытиях двадцатого столетия: расширяющейся вселенной, распространении света, квантовой механике, блуждании континентов, теории большого взрыва, теореме о неполноте, геноме человека, открытиях антропологов, искусственном интеллекте, бессознательном. Для старшеклассников, преподавателей и широкого круга читателей, интересующихся состоянием современной науки.

Представлены лабораторные работы по механике для студентов I курса (1-го семестра) МФТИ. Работы распределены по ключевым разделам курса общей физики. Каждый раздел содержит теоретическое введение по рассматриваемому кругу физических явлений. В начале книги приведены рекомендации по обработке результатов измерений и примеры отчета о выполненной работе. Теоретические введения и описания составлены с таким расчетом, чтобы студент мог получить ясное представление о лабораторной работе и изучаемом явлении и в том случае, когда выполнение работы опережает теоретический курс. Книга снабжена необходимым справочным материалом. Для физических, инженерно-физических и физико-технических специальностей вузов.

В работе численно моделируется на основе уравнений механики сплошной среды динамическое нагружение металлической транстропной преграды стальными ударниками различной формы, но одинаковой массы. Скорости нагружения преграды составляют 300 и 600 м/с. Проведен анализ изменения в различных направлениях пределов текучести материала преграды в процессе его упругопластического деформирования при использовании модели изотропного упрочнения. Ключевые слова: пластичность, динамическое нагружение, упрочнение, численное моделирование, анизотропия.

Третье издание лучшего учебника по колебательным и волновым процессам, изучаемым механикой, акустикой, оптикой, радиофизикой, электродинамикой. В мировой литературе книга выделяется оригинальной трактовкой, данной многим физическим явлениям на языке теории колебаний, и убедительными примерами единства закономерностей колебаний и волн различной физической природы. Книга по-прежнему необходима студентам физических, физико-технических, инженерно-физических и радиотехнических факультетов университетов и специалистам-физикам — теоретикам и экспериментаторам, работающим в радиофизике, акустике и оптике. Рекомендовано УМО Московского физико-технического института (государственного университета) в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по направлению подготовки «Прикладные математика и физика».

Сборник избранных трудов известного российского ученого-физика лауреата Ленинской премии академика Владимира Ильича Таланова включает в себя основные работы, выполненные на полувековом творческом пути в науке. Книга издается по решению редакционно-издательского совета Института прикладной физики РАН к 75-летию со дня рождения В. И. Таланова и может быть полезна специалистам по физике волновых процессов в неоднородных и нелинейных средах.

Сборник содержит около 800 задач по широкому кругу вопросов квантовой физики и ее приложений: квантовая природа электромагнитного излучения, волновые свойства частиц, элементы квантовой механики, электронная оболочка атома, молекулы, кристаллы, физика ядра, ядерные реакции и элементарные частицы. К наиболее сложным задачам даны подробные указания.

В пособии освещены вопросы, связанные с основами квантовой теории, специфическими особенностями квантовых объектов и прецизионными измерениями в случае интерференции третьего порядка и самовоздействия света в средах с кубичной нелинейностью. Рассмотрены параметрическое рассеяние света в квантовых измерениях, теория фотодетектирования, принципы квантовой томографии. Для студентов старших курсов и аспирантов, специализирующихся в области квантовой оптики, квантовой информатики, а также для специалистов соответствующего направления экспериментальной физики.