В данной работе представлены результаты моделирования, которые позволяют сделать вывод о возможности покомпонентной закачки гелеобразующей композиции, позволяющей избежать гелеобразования вблизи ствола в горячих скважинах. Обычные методы закачки геля предусматривают закачку однородной композиции, когда смешивание компонентов производится на поверхности непосредственно перед закачкой или же на стадии производства гелеобразующей композиции. Это не всегда приемлемо, если процесс гелеобразования может начаться в стволе скважины и его окрестностях, а технология требует создания удаленного от скважины гелевого экрана. Представленная в работе модель описывает последовательную закачку в скважину различных растворов, которые при смешивании образуют гель под действием пластовой температуры. Смешивание растворов происходит в результате дисперсии жидкости и задержки ионов на матрице пласта в процессе фильтрации. Изменением объемов растворов компонентов и воды можно регулировать расстояние от скважины до гелевого экрана. Приведены результаты лабораторных экспериментов, подтверждающие теоретическое обоснование модели. Приведены практические расчеты для модели паронагнетательной скважины одного из месторождений Западной Европы.

В работе исследованы особенности деформирования и разрушения материала с покрытием при растяжении и сжатии с различными скоростями. Краевая динамическая задача в постановке плоской деформации решается численно методом конечных разностей. Структура композита экспоненциально возрастает с увеличением скорости деформирования при сжатии и слабо меняется при растяжении. Показано, что чем выше скорость деформирования, тем менее интенсивно разрушено покрытие при сжатии, и тем более интенсивно при растяжении.

Изменения климата, происходящие в мире, представляют собой значительные факторы риска для здоровья людей. В настоящей книге рассматривается как влияние долговременных процессов изменения климата, проявляющееся в увеличении числа климатозависимых инфекционных заболеваний и их продвижении на север, так и воздействие волн жары и холода на здоровье населения различных стран. Впервые в России на основании исследований зависимостей между метеорологическими факторами и показателями смертности населения некоторых городов (Москва, Тверь, Якутск) определены значения пороговых температур, установлены количественные потери населения в результате воздействия аномальной жары. Отдельные разделы книги посвящены патогенетическим механизмам влияния повышенной температуры и профилактическим мероприятиям; приводятся планы действий по защите здоровья населения от климатических изменений, реализуемые в разных странах.Издание предназначено для медиков, организаторов здравоохранения, климатологов, метеорологов, специалистов по управлению, градостроителей, экономистов, работников служб социального развития, а также широкого круга заинтересованных читателей.

Исследования радиационныхпроцессов в атмосфере Земли широко используются в достижении фундаментальных результатов как в астрофизике, физике атомного ядра, так и в физике атмосферы и контроле парникового эффекта в приземном слое. Эти результаты можно получить по вторичным эффектам от взаимодействия частиц сверхвысоких энергий с ядрами и атомами атмосферы. В книге показаны результаты экспериментальных исследований потока частиц сверхвысоких энергий по потоку черенковского излучения и очень низкочастотного излучения в приземном слое. Разработанный метод измерения и оперативного контроля прозрачности атмосферы позволяет контролировать парниковый эффект у поверхности Земли. Рекомендуется для преподавателей, аспирантов, а также студентов старших курсов физико-математических факультетов.

Как образуются облака? Оказывается, «виновники» этого процесса— космические лучи. А от облачного покрова зависит температура нашей планеты. Больше космических лучей — на Земле холоднее. Потоки заряженных частиц из космоса уменьшаются— планета теплеет. Так все просто? Нет, конечно же, не просто; картина куда более сложная и... захватывающая! В своей книге, впервые выходящей на русском языке, датский физик Хенрик Свенсмарк и английский писатель, популяризатор науки Найджел Колдер объясняют, каким образом наше родное Солнце и далекие галактики участвуют в формировании погоды над нашими головами.

Истощение природных ресурсов. Исчезновение под водой целых стран. Распространение эпидемий. Нехватка продуктов питания. Экономические катастрофы, вызванные катастрофами экологическими. И, наконец, войны, которые неизбежно разразятся в борьбе за оставшиеся природные ресурсы. Неужели нас ждет такое будущее? И можно ли все-таки избежать Апокалипсиса, который положит конец человеческой цивилизации на нашей планете?.

Приведены результаты расчетов численного моделирования разрушения анизотропных материалов (на примере алюминиевого сплава Д16Т) при динамическом нагружении с использованием изотропного и анизотропного критериев разрушения. Рассмотрено разрушение преграды из анизотропного материала под действием ударника. Показано, что при использовании анизотропного критерия разрушение концентрируется вокруг ударника, а в случае применения критерия Мизеса - Хилла оно распространяется вглубь преграды.

проведено численное исследование формирования деформационного рельефа на свободной поверхности трехмерных поликристаллов с периодической структурой в условиях одноосного растяжения. Проанализировано влияние условий нагружения мезообъемов и размера зерна на характеристики рельефных образований. С целью последующей оптимизации численного анализа исследовано влияние толщины трехмерного модельного образца на формирующиеся деформационные складки. Показано, что основное влияние на деформационный рельеф оказывает микроструктура приповерхностных слоев, лежащая в пределах 3-4 зеренных диаметров.

С помощью метода подвижных клеточных автоматов была развита многоуровневая модель структурно-неоднородных покрытий. Она основана на последовательном выполнении следующих этапов: моделирование однородных образцов со свойствами составляющих компонентов покрытия; определение представительного объема неоднородного покрытия с явным заданием его структуры; неявный учет свойств неоднородностей малого масштаба в полномасштабной модели. развитая модель была применена для изучения разрушения структурированных покрытий, полученных электронно-лучевой наплавкой на стальной подложке, при различных видах механического нагружения.

На основе компьютерного моделирования методом подвижных клеточных автоматов исследовано поведение и особенности разрушения сложных структур при динамическом нагружении. Показана возможность эффекта аккумуляции упругой энергии, а также возможность существенного изменения характера разрушения в результате незначительных геометрических изменений исходной структуры.

На основе молекулярно-динамического моделирования предложен новый подход к послойному нанесению покрытий. В основе подхода лежит взаимодействие нелинейного импульса со свободной поверхностью материала. Показано, что при достаточно большой амплитуде импульса происходит отрыв атомной плоскости со свободной поверхности, которая при налете на мишень образует многослойное покрытие. Комбинируя материалы "источника", можно создавать многослойные покрытия со сложным составом и структурой.

Методы мезочастиц показали себя в последние годы эффективным средством дискретизации и моделирования механического поведения различных систем. Принципиальным недостатком этих методов является, однако, невозможность описания систем с различной, в особенности малой поперечной жесткостью. В настоящей работе показано, что эту трудность можно преодолеть, если использовать вместо двухчастичных потенциалов взаимодействия многочастичные потенциалы. Исходя из двухчастичного потенциала Леннарда-Джонса найдена явная форма многочастичного (зависящего от температуры) потенциала, позволяющего описывать системы с произвольной (вплоть до нулевой) поперечной жесткостью с сохранением всех известных преимуществ метода частиц. Предлагается также форма многочастичной диссипативной функции, удовлетворяющей общим свойствам симметрии.

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.

По результатам дислокационного анализа на субструктурном уровне предложна новая физическая трактовка процесса резания материалов как их управляемого разрушения с предшествующей пластической деформацией. С единых физических позиций рассмотрены основные вопросы теории резания: реакция обрабатываемого и инструментального материалов, формирование свойств поверхностного слоя детали, обрабатываемость резанием. методы интенсификации. а также детерминированной и стохастической оптимизации. Содержится много примеров практической реализации теоретических положений и разработанных методик оптимизации обработки резанием деталей из труднообрабатываемых материалов. Для инженерно-технических и научных работников, специалистов промышленности, полезна преподавателям, аспирантам и студентам втузов.

Проведено молекулярно-динамическое моделирование зарождения и развития пластической деформации в кристаллите титана при одноосном растяжении. Межатомное взаимодействие описывалось в рамках метода погруженного атома. Изучены особенности генерации локальных структурных перестроек в кристаллите в зависимости от скорости растяжения. Показано, что существует пороговое значение деформации, при достижении которого в кристаллите начинают зарождаться локальные структурные перестройки. Зарождение пластической деформации в кристаллите сопровождается скачкообразным уменьшением потенциальной энергии. Вследствие инерционности аккомодационных процессов пороговое значение деформации увеличивается с ростом скорости нагружения.

В динамике проведено моделирование процесса выглаживания тонкого поверхностного слоя стального образца под внедряемым с постоянной силой и затем движущимся с постоянной скоростью индентором. Моделирование проведено с использованием метода конечных элементов в рамках приближения плоского деформированного состояния. Индентор моделировался абсолютно жестким телом, а для стали была принята модель упругопластического тела с изотропным упрочнением по экспериментально определенному закону. В работе исследованы закономерности изменения напряженно-деформированного состояния материала вблизи обрабатываемой поверхности и выявлены механизмы образования наноструктурированного слоя. Проведен анализ влияния коэффициента трения и силы выглаживания на высоту валика оттесненного материала. результаты исследований находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными.

Представлены ожидаемые в XXI веке изменения состояния климатически обусловленных природных ресурсов, влияющих на определенные области экономики и экологии. Это определение «климатической составляющей» сельскохозяйственного производства, гидроэнергетики и ветроэнергетики, водных ресурсов, оценка климатогенных изменений заболеваемости малярией. Обоснована методика расчетной схемы показателей ресурсообеспеченнности. Основой прогнозных оценок являются результаты моделирования климата XXI века, основанные на сценарии IPCC «A2», осуществленные по проекту CMIP3 (Coupled Model Intercomparison Project), в рамках работ, координируемых Рабочей группы по совместному моделированию атмосферы и океана WGCP (Working Group on Coupled Modelling). Книга рассчитана на географов, климатологов, гидрологов, экологов. Она полезна экономистам и работникам здравоохранения, изучающим способы смягчения воздействий изменений окружающей среды и способы адаптации к ним в условиях меняющегося климата.

В сборнике описаны эксперименты и феноменологические модели по определению динамической прочности материалов различными методами. Представлены результаты исследований по влиянию прочности в различных технических устройствах, где используются интенсивные ударно-волновые нагружения, и некоторые методы расчета разрушения и фрагментации материалов. Расчетные данные сравниваются с экспериментальными результатами. Представлены также результаты теоретических исследований по роли вязких и пластических свойств материалов в диссипации кинетической энергии в тепловую. Сборник может быть полезен студентам старших курсов, магистрам и аспирантам, а также работникам физических и физико-технических специальностей.

Данное издание содержит незаурядное толкование статистических концепций в том объеме, в каком они влияют на теоретическую физику и формируют основу современной термодинамики. Обширный набор представленных тем позволяет составить лекции по самым разным вопросам: от термодинамики и случайных матриц до термодинамических функций Грина и критических экспонент, от распространения звука в твердых телах и жидкостях до природы квазичастиц в квантовых жидкостях и переходных матрицах. Будучи пронизанной духом, далеким от менторского, а по стилю приближаясь скорее к дружеской беседе. нежели к учебному курсу, эта книга являет собой отличный инструмент, позволяющий разжечь интерес у студентов и молодых исследователей к этой области науки.

В монографии рассматриваются теоретическое, алгоритмическое и программное обеспечения термодинамического моделирования природных и техногенных объектов. Обоснована методика имитационного моделирования применительно к проблемам прикладных физико-химических исследований на основе решения задач минимизации канонических термодинамических потенциалов, геотермобарометрии как обратной задачи выпуклого программирования, многорезервуарных динамических моделей. Детально рассмотрена конфигурация и возможности современного программного комплекса "Селектор" как универсального инструмента решения физико-химических задач на основе расчета полных, метастабильных и промежуточных химических равновесий в системах и мегасистемах. Рассмотрен метод моделирования термодинамических процессов в пространстве неопределенности, позволяющий перейти к недетерминированным постановкам геохимических задач и оценить влияние неточности, неоднозначности и неоднородности исходной аналитической и термодинамической информации на достоверность расчетов физико-химических моделей. Для специалистов в различных областях применения компьютерных методов для решения задач химической термодинамики: геоинформатики, геохимии, петрологии, экологии, химической технологии, гидро- и пирометаллургии, аналитической химии и других, а также аспирантов указанных специальностей.