WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |

«УДК 550.32, 550.36 № госрегистрации 01201065613 Инв. № 14.740.11.0197/5 УТВЕРЖДАЮ Проректор по науке УрФУ, к.физ.-мат.н., доцент В.В. Кружаев 21 сентября 2012 г. ОТЧЕТ ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Уральский федеральный университет

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

УДК 550.32, 550.36

№ госрегистрации 01201065613

Инв. № 14.740.11.0197/5

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по науке УрФУ, к.физ.-мат.н., доцент В.В. Кружаев «21» сентября 2012 г.

ОТЧЕТ

О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ

В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (Шифр заявки «2010-1.1-153-118-007»

Государственный контракт № 14.740.11.0197 от «15» сентября 2010 г.) по теме:

СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В МАГМАТИЧЕСКИХ РАСПЛАВАХ И ЯДРЕ

ЗЕМЛИ: НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ

ЗАТВЕРДЕВАНИИ И РОЛЬ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ДИНАМО

(заключительный, этап № 5) Наименование этапа: «Затвердевание ядра Земли: дестабилизирующие факторы, коллапс двухфазной зоны и междендритное расстояние»

Руководитель НИР, д-р физ.-мат. наук, проф.

Д.В. Александров _ «21» сентября 2012 г.

Екатеринбург

СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ

Руководитель темы, Д.В. Александров профессор кафедры (реферат, разделы 1-5, заключение) математической физики, д.физ.-мат.н. «21» сентября 2012 г.

Исполнители темы:

зам. проректора по науке, А.О. Иванов профессор кафедры (введение, раздел 2) математической физики, д.физ.-мат.н. «21» сентября 2012 г.

профессор кафедры А.Ю. Зубарев математической физики, (разделы 1, заключение) д.физ.-мат.н. «21» сентября 2012 г.

директор центра В.С. Нустров прикладной информатики, (разделы 1, 3) д.физ.-мат.н. «21» сентября 2012 г.

профессор кафедры Л.М. Мартюшев технической физики, (раздел 5) д.физ.-мат.н. «21» сентября 2012 г.

с.н.с. НИЧ, к.физ.-мат.н. А.П. Малыгин (разделы 1, 2, 5, заключение) «21» сентября 2012 г.

помощник проректора по В.В. Полякова науке, к.соц.н. (заключение, приложения) «21» сентября 2012 г.

н.с. НИЧ, к.физ.-мат.н. И.Г. Низовцева (разделы 4, 5) «21» сентября 2012 г.

н.с. НИЧ, к.физ.-мат.н. А.А. Иванов (разделы 3, 4) «21» сентября 2012 г.

инженер-исследователь Д.Н. Чириков НИЧ (раздел 2) «21» сентября 2012 г.

стажер-исследователь В.С. Зверев НИЧ (разделы 1, 3) «21» сентября 2012 г.

н.с. НИЧ, к.физ.-мат.н. Е.В. Крутикова (раздел 2) «21» сентября 2012 г.

аспирант, стажер- А.В. Нетреба (Бритоусова) исследователь НИЧ (раздел 1) «21» сентября 2012 г.

аспирант И.О. Стародумов Начальник управления научных исследований «21» сентября 2012 г.

РЕФЕРАТ

Отчет 137 с., 81 источник, 19 рисунков, 4 табл., 5 прил.

Ключевые слова: фазовые переходы, морфологическая неустойчивость, концентрационное переохлаждение, затвердевание, ядро Земли, магматические расплавы, двухфазная зона, нелинейная динамика, тепломассоперенос, дендриты.

Объектом исследований является изучение нелинейной динамики затвердевания расплава жидкой части ядра Земли с двухфазной зоной. В ходе выполнения НИР были решены следующие задачи, поставленные в проекте: 1. Теоретически определены основные параметры системы, дестабилизирующие процесс затвердевания и выявлена роль этих параметров на ширину областей неустойчивости; 2. Аналитически найден критерий динамической неустойчивости затвердевания ядра Земли для самых опасных (быстрорастущих) возмущений, соответствующих нулевому волновому числу; 3.

Определены условия коллапса двухфазной зоны и установлены ее реальные размеры на основе развитой теории; 4. Найдено характерное междендритное расстояние матрицы твердой фазы жидкой части ядра Земли; 5. Изучены и проанализированы известные данные по междендритному расстоянию и протяженности двухфазной зоны в затвердевающем ядре Земли, существующие в мировой литературе; 6. Выполнено сравнение полученных зависимостей по дестабилизирующим факторам, размерам двухфазной области, ее коллапсу и междендритному расстоянию с известными данными, существующими в мировой литературе; 7. Разрабоана программа внедрения результатов НИР в образовательный процесс.

Разработана теория затвердевания ядра Земли при наличии протяженной области фазового перехода. Определены точные аналитические решения сферически-симметричных уравнений тепломассопереноса во фронтальном приближении. Эти решения показывают, что скорость роста ядра больше в тех регионах, где более холодный расплав опускается к ядру, и меньше там, где более горячий расплав поднимается от ядра. Эти аналитические решения также показывают, что около межфазной границы ядра возникает концентрационное переохлаждение, являющееся причиной ее морфологической неустойчивости. Далее проводится линейный анализ этой неустойчивости при наличии конвективных течений расплава и выводится новый критерий морфологической устойчивости земного ядра, зависящий от нового параметра системы - скорости растяжения. Поскольку такая неустойчивость приводит к развитию области фазового перехода, далее строится теория двухфазной зоны земного ядра и разрабатываются аналитические методы решения ее уравнений. Найденное решение затем позволяет получить ряд оценок параметров области фазового перехода.



Откорректированы аналитические решения уравнений тепломассопереноса в жидком ядре Земли для безконвективного фронтального процесса затвердевания. Определены сферически-симметричные распределения концентрации примеси и энтропии в расплаве ядра, а также зависимость скорости его роста от теплофизических параметров системы.

Показано, что скорость затвердевания ядра Земли является возрастающей функцией удельного неадиабатического теплового потока. Получены аналитические решения уравнений тепломассопереноса в жидком ядре Земли во фронтальном режиме кристаллизации с конвекцией. Определены соответствующие сферически-симметричные распределения концентрации примеси и энтропии. На основе найденных решений фронтальной модели показано, что скорость роста ядра больше в тех регионах, где более холодный расплав опускается к ядру и меньше в регионах, где поднимается более горячий расплав. Эта разница температур и скоростей является причиной морфологической неустойчивости межфазной границы. На основе найденных фронтальных решений уравнений тепломассопереноса в жидком ядре показано, что около границы с твердым ядром всегда появляется концентрационное переохлаждение, также являющееся причиной морфологической неустойчивости локально-плоской границы фазового перехода. Проведен линейный анализ морфологической неустойчивости локально-плоской межфазной границы ядра Земли при наличии конвективных течений расплава. Получен новый критерий морфологической неустойчивости и определена кривая нейтральной устойчивости процесса.

Показано, что при различных скоростях течения расплава возможна реализация морфологически устойчивой и неустойчивой кристаллизации, существующей одновременно с концентрационным переохлаждением, что приводит к двум сценариям затвердевания:

"концентрационное переохлаждение и морфологическая устойчивость" и "концентрационное переохлаждение и морфологическая неустойчивость". Развиты математические модели двухфазной области, соответствующие найденным сценариям затвердевания ядра Земли.

Получены приближенные аналитические решения этих моделей без учета зависимости параметров процесса от изменения давления и плотности. Развита более полная модель процесса затвердевания земного ядра с областью фазового перехода, учитывающая течения расплава, зависимость фазовой диаграммы от концентрации примеси и давления, зависимость скорости течения жидкости от давления и проницаемости двухфазной зоны.

Найдены приближенные аналитические решения этой нелинейной модели. Определены распределения температуры и концентрации примеси в области фазового перехода, доля твердой фазы, скорость затвердевания ядра Земли, протяженность двухфазной зоны.

Определены допустимые интервалы изменений динамической вязкости и наклона линии ликвидус, соответствующие формированию области фазового перехода у твердого ядра Земли. Найдено междендритное расстояние и средний радиус вершины растущих в области фазового перехода дендритов. Показано, что в двухфазной зоне существуют узкие протоки восходящего (горячего) расплава, а в остальной области более холодный расплав опускается к ядру. Определены характерные расстояния между такими каналами и их средний радиус.

Детализировано устройство области фазового перехода ядра Земли.

Научные результаты в полном объеме представлены в тексте настоящего отчета, а также приведены в разделах «Обобщение результатов работы по всем этапам» и «Заключение» в более детальной форме.

Полученные результаты показывают, что поставленные задачи решены полностью.

Уровень полученных результатов соответствует мировому уровню, о чем свидетельствуют публикации коллектива авторов в престижных реферируемых изданиях (раздел «Обобщение результатов работы по всем этапам»). Использование полученных результатов будет осуществляться в дальнейшей научной работе участников проекта, а также в учебном процессе в Уральском федеральном университете.

Все результаты получены впервые и обладают научной новизной. Областью применения результатов являются геофизические задачи затвердевания ядра Земли и связанные с ними проблемы генерации и поддержания геодинамо планеты, проблемы кристаллизации магматических расплавов и морских льдов, а также схожие по постановке задачи прикладной физики, которые имеют одну или несколько движущихся границ фазового перехода.

реферируемых журналах. По результатам проекта на пятом этапе к защите представлены одна докторская и одна кандидатская диссертации, согласно заявленным индикаторам.

СОДЕРЖАНИЕ



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |
 



Похожие работы:

«А.В. ИЛЬИН, В.Д. ИЛЬИН СИМВОЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ИНФОРМАТИКЕ Москва ИПИ РАН 2011 Ильин Владимир Ильин Александр Дмитриевич Владимирович Доктор техн. наук, профессор. Кандидат техн. наук. Заведующий Старший научный сотрудник Лаб. Методологических основ информатизации в Институте проблем информатики РАН Автор более 100 трудов по Автор более 30 трудов по S-моделированию, S-моделированию, автоматизации конструированию программ и программирования, сервисов, системам знаний. информатизации, системам...»

«УДК 536.421, 532.135 № госрегистрации 01200905884 Инв. № 02.740.11.0202/6 УТВЕРЖДАЮ Первый проректор, к.ист. н., доцент Бугров Д.В. 23 июня 2011 г. ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ В рамках федеральной целевой программы Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы по теме: СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В МЕХАНИКЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ И МНОГОФАЗНЫХ СРЕД (заключительный, этап № 6) Наименование этапа: Исследование направленных фазовых переходов в средах со сложной...»

«ОБЩЕЕ БИБЛИОГРАФОВЕДЕНИЕ. БИБЛИОГРАФИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ БИБЛИОТЕКИ Программу составили: канд. пед. наук Александра Ва лентиновна Теплицкая, канд. пед. наук Марина Юрьевна Не щерет Требования к обязательному минимуму содержания дисциплины Код по Название дисциплины и дидактическое Трудоемкость содержание по ГОС ВПО ГОС ВПО Общее библиографоведение. Библиографическая 195 часов ОПД. Ф.05 деятельность библиотеки СД.Ф.03 Дидактическое содержание: Раздел 1. Теория, история и организация биб...»

«Е.Л. Федотова, А.А. Федотов ИНФОРМАТИКА КУРС ЛЕКЦИЙ Рекомендовано Учебно-методическим Советом Московского государственного института электронной техники (Технический университет) в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности 20040165 Биотехнические и медицинские системы и аппараты, 23010465 Системы автоматизированного проектирования, 21010465 Микроэлектроника и твердотельная электроника, 21060165 Нанотехнология в электронике и др. Москва ИД ФОРУМ – ИНФРА-М 2011 УДК...»

«ИТОГИ РЕАЛИЗАЦИИ НАЦИОНАЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ СОХРАНЕНИЯ БИБЛИОТЕЧНЫХ ФОНДОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Первый этап 2001 – 2010 гг. Авторский коллектив: С. А. Добрусина директор Федерального центра консервации библиотечных фондов ФГБУ Российская национальная библиотека, доктор технических наук; Н. И. Хахалева директор по библиотечным ресурсам ФГБУ Российская государственная библиотека, кандидат педагогических наук; А. Ю. Самарин - заведующий Научно-исследовательским отделом редких книг (Музей книги) ФГБУ...»

«Толковый словарь терминов понятийного аппарата информатизации образования Москва, 2009 Толковый словарь терминов понятийного аппарата информатизации образования. – М.: ИИО РАО, 2009. – 96 c. ISBN 978-5-904572-01-3 Разработано в Учреждении Российской академии образования Институт информатизации образования (ИИО РАО). Составители: И.В. Роберт – академик РАО, доктор педагогических наук, профессор, Т.А. Лавина – доктор педагогических наук, профессор. В работе над созданием словаря принимали участие...»

«СТАНДАРТИЗАЦИЯ, МЕТРОЛОГИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ УЧЕБНИК Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям Коммерция, Маркетинг, Товароведение и экспертиза товаров 5-е издание, переработанное и дополненное МОСКВА • ЮРАЙТ • 2005 УДК 389 ББК 30.10ц; 65.2/4-80я73 Л64 Рецензенты: М.А. Николаева — доктор технических наук, профессор, действительный член Международной академии информатизации: Г.Н. Воробьева...»

«Пояснительная записка Элективный курс Основы биохимии предназначен для обучающихся 10-11 классов естественнонаучного профиля. Программа курса составлена на основе концентрического подхода конструирования учебного материала профильной школы. Теоретическая часть закрепляется фактическим материалом, что позволяет усилить дедуктивный подход к изучению биохимии. Актуальность данного курса состоит в том. что он: - соответствует целям и задачам химико-биологического образования профильного уровня; -...»

«Поурочные разработки для 7 класса. I четверть Урок 1. Объекты и их имена. Признаки объектов Цели урока: обобщение представлений об объектах, актуализация ранее изученного материала об объектах операционной системы Windows. Основные понятия: объект, общее имя объекта, единичное имя объекта. Особенности изложения содержания темы данного урока. На первом уроке в 7 классе важно не столько сообщить учащимся новые сведения, сколько обобщить представления об объектах, сложившиеся у них за годы...»

«КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО УНИВЕРСИТЕТА НОВОГО ТИПА В ГОРОДЕ ПУЩИНО Утверждено Ученым советом ПущГУ от 09.09.2010г. Поддержано администрацией г. Пущино 24.09.2010г. Пущино 2010 г. Концепция развития исследовательского университета нового типа в городе Пущино Оглавление Введение 4 1.1. Биология и биотехнология — лидер науки и ведущая отрасль экономики XXI века 1 Биология в стране и мире: взгляд на кадровую проблему 8 1.2. Кадры для биологии: проблема качества 2.1. Создание ПущГУ:...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.