Монография посвящена изложению результатов многолетних исследований закономерностей формирования и движения одного из интересных видов движения жидкости и газа - вихревых колец. В ранний период представления о вихревых кольцах основывались лишь на результатах теоретических исследований в рамках схемы идеальной жидкости и на результатах качественных наблюдений движения вихревых колец. В данной монографии основное внимание уделяется изложению полученных в последнее время результатов экспериментальных исследований структуры, законов формирования и движения реальных вихревых колец. Представлена модель формирования вихревых колец и получены формулы для расчета параметров большого семейства колец, образующихся при истечении затопленных струй. Изложены основы первой теоретической модели движения и эволюции турбулентных вихревых колец в неограниченной среде. Описан принципиально новый способ практического применения вихревых колец для решения важной технологической проблемы - тушения мощных пожаров на аварийно-фонтанирующих газонефтяных скважинах. Для научных работников и инженеров, интересующихся вихревыми течениями и их приложениями, а также преподавателей, студентов и аспирантов высших учебных заведений, где изуче6ние основ гидродинамики является важным направлением.

На основе метода молекулярной динамики исследуются процессы, протекающие в нагруженном твердом теле. Показано, что формирование динамических вихревых структур возможно не только на стадии активного нагружения материала, но и на стадии релаксации напряжений. атомные смещения в этом случае могут формировать согласованную систему вихревых нитей. Установлено, что время жизни таких динамических дефектов может достигать десятков пикосекунд, а их характерные размеры составляют нанометры. Показано, что такая система вихревых нитей может менять знак угловой скорости таким образом, что наблюдаемые на разных интервалах времени атомные смещения практически компенсируют друг друга. Также отмечается, что формирование аналогичных динамических вихреподобных структур наблюдается и на активной стадии нагружения материала, но в этом случае оно не носит периодического характера.

Изучены особенности формирования и развития динамических вихревых структур в материалах на различных структурных уровнях. Показано, что генерация таких структур может быть основным механизмом аккомодации материалов к внешнему механическому нагружению. На микроскопическом уровне формирование и эволюция вихревых динамических структур в процессе нагружения могут обеспечивать межзеренное проскальзывание, миграцию границ зерен с аномально высокими скоростями. на более высоких структурных уровнях вихревые динамические дефекты могут быть основным механизмом зарождения и распространения трещин, фрагментации материала, формирования "квазижидкого слоя" в парах трения и т.д. Результаты и выводы работы подтверждены численными расчетами, проведенными в рамках молекулярно-динамического подхода и подвижных клеточных автоматов, применительно к различным видам материалов.

The paper considers algorithms of automatic identification of vortex structures arising in a deformed solid. The initial vector fields characterizing the deformation of a solid are obtained by the digital image correlation method. Circulation and a functional related to vector and radius vector orthogonality are proposed for use as vortex identification criteria. The application of these criteria is considered on the example of model vector fields with rotational and irrotational vortices. The operation of the algorithms is exemplified by displacement fields for material flow in a silicon-manganese steel weld. The role of finite sizes of a sliding window is demonstrated. Additional criteria to assist vortex structure identification are proposed.

Специальный выпуск журнала приурочен к датам проведения 9-й сессии Северо-Евразийского климатического форума по сезонным прогнозам стран СГН. Тематика журнала охватывает исследовательские и практические аспекты, связанные с мониторингом и прогнозированием короткопериодных колебаний климата. В журнал вошли статьи, посвященные исследованиям региональных оценок короткопериодных колебаний климата, мониторингу климатической системы, методам и технологиям усовершенствования долгосрочных прогнозов, анализу оправдываемости долгосрочных прогнозов, выпуску специализированной климатической информации. Рассчитан для специалистов, научных сотрудников, аспирантов, специализирующихся в области долгосрочного метеорологического прогнозирования климатической изменчивости.

В сборнике рассмотрены вопросы термической и каталитической очистки промышленных газовых выбросов различных производств, а также контроля и снижения образования оксидов азота в топках котлов. Приведены методы снижения образования и конструкции горелочных устройств с пониженным выходом оксидов азота. Специальное внимание уделено вторичным реакциям органических веществ и аксидов азота в атмосфере, а также влиянию оксидов азота на пищевые продукты и растения. Для научных и инженерно-технических работников, спецализирующихся в области процессов горения, разработки систем термокаталитической очистки газовых выбросов, проектирования и эксплуатации теплоэнергетического оборудования предприятий и электростанций, а также методов защиты атмосферного воздуха от загрязнений.

Проанализированы производные среднегодовой температуры по данным 927 метеостанций Северного полушария за период 1955-2016 гг. Изменения производных рассматриваются как проявления эмерджентного свойства целостной климатической системы. Введена мера этих проявлений. Она имеет вид функционала, который включает усреднение положительных и отрицательных производных и вычисление их коэффициентов корреляции. Установлено, что выборочное распределение сумм противоположенных экстремумов производных среднегодовой температуры симметрично и имеет больший эксцесс, нежели нормальное. В исследуемый период значения меры уже находятся вблизи своих предельных значений, поэтому необходима ежегодная оценка изменений меры эмерджентных свойств в системе многоканального мониторинга.

В монографии рассмотрены диффузия и фазовые превращения в металлах и сплавах. Значительное внимание уделено обсуждению различных аспектов взаимного влияния этих процессов. Важная роль отводится процессам образования и релаксации дефектов кристаллического строения, диффузионной активности сети подвижных дислокаций. для ряда чистых металлов приводится детальное обсуждение результатов исследования кинетических закономерностей полиморфных превращений, процессов зарождения и роста кристаллов в твердой фазе. Освещены закономерности диффузии при распаде пересыщенных твердых растворов в сплавах, содержащих частицы дисперсной фазы, а также в аморфных металлических сплавах. Исследованы фазовые превращения при диффузионном взаимодействии разнородных материалов, действие тонких прослоек на направление диффузионных потоков компонент. Для некоторых чистых металлов, не претерпевших превращений, представлены данные о влиянии электронного строения и дефектной структуры на параметры диффузии. Для научных работников, аспирантов, инженеров, студентов старших курсов вызов, специализирующихся в области физики металлов.

Исследуются процессы диффузионного массопереноса в бинарных и многокомпонентных системах. Большое внимание уделяется изучению кинетики диффузии в процессах спекания металлических порошков, диффузионной металлизации внутреннего окисления, импульсного облучения электронами и т. д. Сборник может быть полезен специалистам, занимающимся вопросами металлизации и металловедения, а также студентам и аспирантам.

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.

Излагаются общетеоретические вопросы обширной проблемы радиационного баланса Земли, его связи с климатом. Основное внимание уделено систематическому изложению физических основ измерений всех компонентов радиационного баланса и самих методов обработки спутниковых наблюдений соответствующих энергетических потоков. Приводятся сведения об основных спутниковых проектов измерений солнечной постоянной и уходящих потоков радиации. Большое место отведено изложению теоретических и методических вопросов, разработанных авторами, описанию созданной в Саратовском государственном университете спутниковой аппаратуры. Для специалистов в области метеорологии, климатологии, геофизики, преподавателей и обучающихся по ряду дисциплин наук о Земле.

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.