Книга избранных трудов А. А. Иванова составлена из его оригинальных работ. Основную ее часть составляют статьи по физике плазмы, различным неустойчивостям в плазме, пучкам электронов в плазме, а также по квазилинейной релаксации и высокочастотным электромагнитным полям. Часть работ посвящена неравновесной плазме, плазменно-пучковому разряду (ППР) в химически активной плазме, плазме в скрещенных электрических и магнитных полях, плазменной центрифуге и разделению изотопов. В сборник включены исследования по электронно-циклотронному разряду, ионным источникам, плазменным двигателям, а также по неустойчивости течений в магнитной гидродинамике. Эти труды во многом определили развитие нескольких направлений физики и технологии. Работы А. А. Иванова отличаются ясностью изложения и могут составить фундаментальную базу для современных исследований и технологических разработок. Для специалистов в области физики плазмы.

В книге известного российского учёного изложены новые теоретические подходы к изучению эволюционных процессов в тороидальной плазме. Последовательно представлены математические модели - от общих к более простым. Построены модели для комплексного изучения эволюции плазмы. Рассмотрены некоторые задачи управления и оптимизации, обратные задачи. Описаны и исследованы численные методы. Обсуждено программное обеспечение, реализующее модели. Уделено внимание средствам автоматизации вычислительного эксперимента и информационным технологиям. Приведены и проанализированы физические результаты. Содержание книги основано на работах автора, выполненных в течение последних двадцати пяти лет. Некоторые результаты публикуются впервые. Книга предназначена для специалистов в области управляемого термоядерного синтеза, математического моделирования, вычислительной математики, программирования наукоёмких задач, а также аспирантов и студентов, осваивающих указанные научные направления. Данная работа уникальна с точки зрения комплексности рассмотрения проблемы и глубины её анализа.

В книге излагается общий подход к описанию распространения плазмы электрического пробоя газов на всех его стадиях, основанный на аналогии с процессами распространения фронтов горения и детонации. Дан анализ экспериментальных и теоретических исследований электрического пробоя, предложены физико-математические модели и исследованы основные механизмы пробоя. Для научных работников в области физики электрического разряда, электрофизики и техники высоких напряжений, аспирантов и студентов старших курсов. Ключевые слова: электрический пробой газа, электронная лавина, стример, лидер, обратный разряд, импульсная дуга, лавинно-стримерный переход, стримерно-лидерный переход, волна ионизации, детонация, дефлаграция.

Охватывает все разделы современной физики (Механика. Основы молекулярной физики и термодинамики. Электродинамика. Колебания и волны. Оптика. Физика атомов и молекул. Основы физики твердого тела. Физика ядра и элементарных частиц. Дополнения). Соответствует программе курса физики и высших технических учебных заведениях. В четвертое издание внесен ряд изменений и исправлений (3-е изд. - 1990 г.) Для студентов втузов всех специальностей, аспирантов и инженерно-технических работников нефизического профиля, преподавателей физики высших и средних специальных учебных заведений, учителей физики общеобразовательных школ и профессионально-технических училищ.

В монографии рассмотрены вопросы материаловедческого обоснования производства изделий из сплавов циркония для нужд ядерной энергетики. Проанализированы принципы совершенствования таких сплавов и технологий производства из них труб. Исследована неоднородность пластической деформации сплавов циркония при холодной деформации. Приведены данные о текстуре труб, возникающей при прокатке и радиальной ковке. Показаны возможности методов современного физического эксперимента при исследованиях структуры сплавов на основе циркония. Обоснована возможность управления механическими свойствами циркониевых сплавов за счет микролегирования кислородом. Книга рассчитана на специалистов в области производства изделий для ядерной энергетики и других отраслей промышленности. на научных работников, занимающихся вопросами металловедения, физики пластичности и обработки металлов давлением, а также будет полезна студентам и аспирантам соответствующих специальностей.

Проведены экспериментальные исследования формирования дефектной структуры в тонком поверхностном слое стали 20Х18Н10Т в процессе изнашивания в паре трения. Показано, что пластическая деформация в стесненных условиях пары трения является неоднородной и носит вихревой ротационный характер. Для теоретического описания процессов формирования вихревых структур в многоуровневых поликристаллических структурах развит метод возбудимых клеточных автоматов. Численные эксперименты показали формирование ротационных мод деформации на различных структурно-масштабных уровнях — модуляцию значений локального момента силы вдоль межзеренных границ и фрагментацию исходных структурных элементов в исходных конгломератах самосогласованно деформирующихся зерен в поле моментных напряжений.

Книга включает сведения об алгебре косых форм и о дифференциальных косых формах, об основных свойствах, интегралах и классах пфаффовых систем, о геометрии линейной формы четкого и нечеткого классов. Отдельно дается материал по финслеровой геометрии и основной задаче вариационного исчисления. Рекомендуется специалистам — математикам и физикам, а также студентам и аспирантам.

В настоящей книге рассматриваются модели лазеров с нелинейными элементами, управляющими динамикой излучения. Модели базируются на балансных (скоростных) уравнениях и учитывают периодическую модуляцию параметров, оптоэлектронную запаздывающую обратную связь, взаимную связь между лазерами, межмодовые взаимодействия и другие факторы. Для описания релаксационных колебаний в системах такого класса разработаны специальные методы асимптотического интегрирования. В результате произведена редукция исходных обыкновенных дифференциальных и дифференциально-разностных уравнений к дискретным отображениям. Анализ динамики отображений позволяет выявить и аналитически описать существенно нелинейные явления в динамике лазеров: мультистабильность релаксационных циклов большой амплитуды, бифуркации циклов, целенаправленные переключения режимов, фазовую синхронизацию в ансамбле связанных систем. Книга может быть полезна как специалистам по нелинейной динамике лазеров, так и специалистам по дифференциальным уравнениям. Она рассчитана на студентов старших курсов, аспирантов и научных работников, занимающихся теорией колебаний.

Анализируется электронная структура и физические свойства сильно коррелированных систем (содержащих элементы с незаполненными 3d, 4d, 4f и 5f оболочками) на основе теории динамического среднего поля (DMFT). В настоящее время DMFT является универсальным и наиболее эффективным методом исследования состояний с сильными электронными корреляциями. В книге детально излагаются основы метода и даются его применения к различным классам таких систем. Книга рассчитана на широкий круг читателей: физиков-теоретиков и экспериментаторов, исследующих сильно коррелированные системы. Она будет полезна для студентов, аспирантов и всех тех, кто хочет ознакомиться с актуальной областью физики твердого тела.

В монографии излагается методология термодинамического исследования неравновесных металлических материалов, результаты анализа термодинамических состояний неравновесных фаз и применимости методов термодинамики при их исследовании; даны определения парциальных термодинамических функций и сформулированы условия использования соотношений термодинамики растворов. Представленный подход и методики могут быть использованы для термодинамического исследования широкого класса неравновесных металлических материалов: закаленных, аморфных, нанокристаллических, полученных в результате механохимического сплавления и др. Монография предназначена для научных работников и аспирантов, специализирующихся в области физического металловедения, материаловедения и термодинамики сплавов.

Сборник посвящен 50-летию со дня основания ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Института электросварки им. Е. О. Патона АН УССР. Содержит статьи, отражающие основные направления проводимых в институте исследований: разработка материалов и технологии производства труб для магистральных трубопроводов, технологии сварки трубопроводов; создание сварных конструкций; повышение несущей способности и долговечности сварных конструкций; техника и технология специальных видов сварки - плазменной, электронно-лучевой, сварки трением и вращающейся дугой, подводной; сварочные процессы в космосе. Рассмотрены вопросы сварки легких, цветных и высокореакционных металлов и их сплавов, разработки хорошосвариваемых сталей, развития электрошлаковой и электронно-лучевой плавки в спецэлектрометаллургии и машиностроении, применения плазмы в металлургии, разработки новых эффективных сварочных материалов, контроля качества сварных соединений, создания оборудования для сварки и спецэлектрометаллургии, автоматизации сварочных процессов и их роботизации, математического моделирования процессов сварки и металлургии. Для научных и инженерно-технических работников, занятых в области машиностроения и металлургии, а также для преподавателей и студентов вузов.

Исследования проводились на отрогах Васюганского болота в пределах бассейна реки Ключ. На основе анализа состава органического вещества торфяных залежей, болотных и речных вод геохимически сопряженных ландшафтов, соответствующих автономной, транзитной и трансаккумулятивной частям бассейна, установлены концентрация и формы выноса химических соединений с болотными водами в реку Ключ.

В предлагаемой читателю книге известных авторов: профессора Карал К. Коча (США), доктора физико-математических наук Ильи Овидько (Россия), профессора Судипты Сила (СШЩА) и профессора Стэна Вепрека (ФРГ) на теоретическом и прикладном уровнях излагаются фундаментальные основы нанотехнологических процессов и структурных состояний объемных наноматериалов, нанокомпозитов и покрытий. В книге рассматриваются области применения массивных наноматериалов в несущих конструкциях, анализируется стабильность нанокристаллических микроструктур и описываются методы, используемые для изучения их строения. Исследованы закономерности и особенности изменения механических и функциональных свойств наноматериалов и возможных областях применения. Представляются теоретические модели структур нанокристаллических материалов и обсуждаются механизмы их поведения при различных видах нагружения. Книга, содержащая новейшие сведения о свойствах наноматериалов, проблемах и х освоения и перспективах решения, несомненно, полезна студентам, аспирантам, ученым и инженерам, занимающихся разработкой и использованием наноматериалов в различных областях техники.

В книге представлены базовые понятия теории переходной схемотехники, необходимые для разработки новой элементной базы суперкомпьютеров различных типов. Теорию переходной схемотехники, необходимые для разработки новой элементной базы суперкомпьютеров различных типов. Теорию переходной схемотехники отличает новая компонентная концепция синтеза наноструктур, в которой минимальным компонентом для синтеза схем является не транзистор, а материал и переход (связь) между материалами. Приводятся данные экспериментального 2D и 3D моделирования физических и электрических процессов в кремниевых переходных наноструктурах с минимальным топологическим размеров 10-20 нм и сравнительный анализ 4-х типов схемотехник. Книга может быть рекомендована научным работникам, аспирантам и инженерам, специализирующимся в области разработки элементной базы суперкомпьютеров и альтернативных вычислительных систем, а также бакалаврам и магистрам, обучающимся по специальностям "Нанотехнология и микросистемная техника", "Электроника и наноэлектроника", "Вычислительные системы, комплексы и сети".

Очередной выпуск межвузовского сборника содержит статьи, посвященные разработке и развитию современных математических моделей и методов решения широкого круга задач механики деформируемого твердого тела, включая задачи исследования деформирования и разрушения материалов и конструкций при различных физико-механических воздействиях, в частности, нелинейные и нестационарные задачи оболочечных конструкций, задачи нестационарного взаимодействия сред и конструкций. В статьях отражены теоретические и экспериментальные исследования, математические модели, вопросы алгоритмизации и компьютерного моделирования физико-механических процессов, методология оптимального проектирования несущих конструкций с учетом различных критериев и ограничений.

Монография посвящена исследованию структуры и свойств интерметаллида Ti3Al, который является важной составляющей ряда многофазных сплавов, перспективных для применения в аэрокосмической промышленности в качестве жаропрочных и жаростойких материалов. Уникальные природные свойства алюминидов титана - низкая плотность, высокая температура плавления, стабильные модули упругости и повышенные прочностные характеристики - обусловливают постоянно растущий интерес к этим интерметаллидам, связанный с решением фундаментальных и технологических проблем. Систематизирован богатый литературный материал и итоги комплексного (экспериментального и теоретического) изучения механических свойств, дислокационной структуры, особенностей разрушения монокристаллического Ti3Al в широком интервале температур. Предложен общий подход к объяснению закономерностей деформационного поведения исследуемого интерметаллида на основе анализа структуры ядра свехдислокаций. Особое внимание обращается на взаимосвязь между наблюдаемыми температурными аномалиями механических свойств и дислокационными превращениями. Приоритетные результаты компьютерного моделирования структуры ядра скользящих и заблокированных конфигураций сверхдислокаций получены с использованием метода молекулярной динамики. Этот перспективный способ применяется авторами также для оценки критерия хрупкого разрушения Ti3Al из анализа соотношения конкурирующих процессов: склонности материала к сколу и пластической релаксации напряжений вблизи вершины трещины. Книга предназначена для научных работников и инженеров, занимающихся разработкой и изучением интерметаллидов и сплавов на их основе, а также преподавателей, аспирантов, магистров и студентов старших курсов, изучающих современные методы исследований в материаловедении, в том числе моделирование атомной структуры реальных кристаллов. Материалы, которые вошли в монографию, частично использовались в курсе лекций для магистров физико-технического факультета УГТУ-УПИ.

Изучены парамагнитные свойства нанопорошков, полученных при электрическом взрыве медных, алюминиевых, кобальтовых, платиновых проводников. Обсуждается возможность использования методов ЭПР и модельной реакции окисления изопропилбензола для тестирования электровзрывных порошков как химических реагентов.

Работа посвящена исследованию возможностей метода механических воздействий на твердые тела для создания новых материалов и материалов с улучшенными характеристиками. Основная цель работы - установление закономерностей протекания физико-химических процессов в твердых неорганических веществах, возникающих при механохимических воздействиях, а также исследование влияния механической обработки на реакционную способность твердых тел с последующим использованием этих знаний для создания технологий синтеза керамических и композиционных материалов с улучшенными свойствами. В работе предложены методы оценки эффективности механического воздействия на обрабатываемое вещество аппаратов, используемых в качестве химических реакторов, На основе обнаруженных закономерностей разрушения и агрегации твердых тел под влиянием механических воздействий разработаны методы выделения мельчайших частиц твердых веществ и их агрегатов для создания материалов с новыми свойствами.

В книге описаны методы и установки для получения и измерения высоких и сверхвысоких постоянных, переменных и импульсных напряжений, применяемых в лабораторной практике и технике ускорения заряженных частиц. Некоторые материалы книги будут полезными при конструировании и расчете установок высокого напряжения. Книга является учебным пособием для студентов, изучающих курсы техники высоких напряжений и высоковольтного испытательного оборудования. Книга может оказаться полезной и для работников заводских высоковольтных лабораторий и научных учреждений. Новейший материал, имеющийся в книге, представит также интерес для широкого круга специалистов-электриков.

Вакуумная электроизоляция и самостоятельный разряд в вакууме широко используются в современной науке и технике. Однако успешное их применение часто представляет сложную задачу, тем более что некоторые процессы, возникающие в вакууме при наличии высокого напряжения, изучены недостаточно полно. В книге излагаются и систематизируются экспериментальные данные о разнообразных процессах, возникающих в результате приложения постоянного, импульсного или высокочастотного напряжения к электродам и изоляторам, находящимся в вакууме. Кроме многочисленных сведений прикладного характера, книга содержит подробное описание и анализ физической картины и существующих теорий рассматриваемых процессов.

В форме задач представлены вопросы физики слабоионизованной плазмы. Рассмотрены элементарные процессы столкновения электронов с атомами и молекулами, атомных частиц друг с другом, а также процессы фотовозбуждения, фотоионизации и фоторекомбинации электрона на атомной частице. Исследованы свойства низкотемпературной плазмы и физическая кинетика многочастичных процессов, происходящих в ней. Книга рассчитана на студентов старших курсов физических и физико-технических факультетов, а также на научных работников и инженеров, которые имеют дело с системами, содержащими слабоионизованную плазму.

Проведены исследования пластовых флюидов месторождения Тамсагбулаг (Монголия) для разработки комплексного физико-химического метода интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи с применением микроорганизмов. Пластовые условия месторождения способствуют формированию разнообразного биоценоза, представленного микроорганизмами родов Arthrobacter, Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus, Flavobacterium. Микрофлора положительно реагирует на внесение нефтевытесняющей композиции в концентрации 5 % в качестве источника азотного питания. Пластовая микрофлора обладает углеводородокисляющей активностью со степенью биодеструкции вязкой нефти 8.15 с накоплением продуктов метаболизма, снижающих поверхностное натяжение от 70 до 42 мН/м. Хроматографический и ИК-спектрометрический анализы подтвердили глубокие деструктивные изменения углеводородов вязких нефтей. При этом коэффициент окисленности (С=О) увеличился в 16 раз. При моделировании вытеснения вязкой нефти с применением комплексного метода получен относительный прирост коэффициента нефтевытеснения 14,4 %.

В книге излагаются базовые основы построения математических моделей при решении задач физики климатической системы, приводятся методы их конечномерной аппроксимации и возникающие при этом основные численные алгоритмы, обсуждаются суперкомпьютерные технологии численной реализации моделей. В качестве иллюстрации изложенных подходов рассматриваются: задача моделирования течения вязкой несжимаемой жидкости в областях сложной конфигурации, проблема вихреразрешающего воспроизведения динамики геофизических пограничных слоев, задача моделирования региональных особенностей атмосферной циркуляции, проблема воспроизведения современного климата и оценки его возможных в будущем изменений. Книга рассчитана на специалистов в области наук о климатической системе Земли.

В работе исследованы закономерности деформирования и фрагментации крупно- и мелкозернистых материалов в условиях высокоскоростного нагружения. Исследования проведены с использованием экспериментальной методики на основе взрывного нагружения полого толстостенного цилиндра, а также с помощью компьютерного моделирования в рамках молекулярно-динамического подхода. Ключевым моментом исследований является изучение исследования формирования полос локализации пластической деформации. Установлено, что характер развития пластической деформации определяется условиями нагружения и характерной величиной зеренной структуры материала. Для крупнозернистого материала определяющим является дислокационный механизм деформирования, приводящий к зарождению полос локализации. При уменьшении размера зерна доминирующим механизмом деформации становится проскальзывание по границам зерен, что приводит к развитию фрагментации материала. Выявлена связь скорости деформирования и величины деформации с критическим размером зерна. С помощью компьютерного моделирования выявлены механизмы зернограничного проскальзывания на исследуемых масштабах.

Приведены постановки и решения ряда новых задач теории разрешения и обработки широкополосных и сверхширокополосных сигналов в радиолокационных системах (РЛС). Применительно к классическим РЛС одноканального построения и к пространственно многоканальным РЛС типа MIMO получены и исследованы обобщенные функции неопределенности для скалярных и векторных сверхширокополосных зондирующих сигналов различных видов. Рассмотрены видеоимпульсные, многочастотные и шумовые сигналы. Введено понятие обобщенных многочастотных пачечных сигналов, для которых проанализированы равномерные и неравномерные расстановки частот на основе теоретико-числовых распределений по Голомбу и Костасу. Исследованы методы обработки широкополосных и сверхширокополосных сигналов в классических РЛС и в РЛС типа MIMO на основе аддитивных и мультипликативных системных сигнальных функций, в том числе при наблюдении подвижных целей на фоне отражений от местных предметов. Изложены основы теории шумовых РЛС и методов обработки шумовых сигналов. Для научных работников, аспирантов и студентов старших курсов технических университетов.

В работе исследованы особенности деформирования и разрушения материала с многослойным покрытием при высокоскоростном ударном взаимодействии. Краевая динамическая задача в трехмерной постановке решается численно методом конечных элементов. Многослойное покрытие задается в расчетах явно. При моделировании механической реакции стальной подложки, ударника и подслоя покрытия из NiAlиспользуются соотношения Прандтля-Рейса и уравнение состояния в форме Ми-Грюнайзена. Поведение материала покрытия из Wo-Co описывается упруго-хрупкой моделью. Для описания разрушения материалов многослойной преграды используется критерий Хоффмана, который учитывает различную прочность на растяжение и сжатие. Показано, что наличие многослойного покрытия способствует повышению динамической прочности стальной основы. Установлено, что уменьшение проникающей способности ударника, связанное с наличием покрытия, нелинейно зависит от скорости взаимодействия.