logo
MechMath
Механика и прикладная математика

Учебно-образовательная физико-математическая библиотека

Поиск по библиотеке:

Книга

Полежаев В.И., Белло М.С., Верезуб Н.А. и др. Конвективные процессы в невесомости. М.: Наука, 1991

Скачать: djvu (3.43 M)

Аннотация:В монографии обобщены результаты исследования некоторых гравитационно-чувствительных механизмов и систем, представляющих интерес для технических и технологических приложений в условиях космического полета. Рассматривается конвекция гравитационного и негравитационного типов при различных микроускорениях, включая предельный случай теоретической невесомости. Изучаются модели конвективных процессов при росте кристаллов, эпитаксиальных структур и разделении биологических веществ методом электрофореза, сравниваются альтернативные невесомости, методы управления конвективными процессами.

Для специалистов в области механики жидкости и газа, космического материаловедения и биотехнологии.
Оглавление:Предисловие....3

ЧАСТЬ I. МАССОВЫЕ СИЛЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ КОНВЕКЦИЮ В УСЛОВИЯХ НЕВЕСОМОСТИ....9

Глава 1. Массовые силы и микроускорения в орбитальном полете....9
1.1. Оценка сил и микроускорений....10
1.2. Математическая модель массовых сил и микроускорений....18
1.3. Зависимость микроускорений от параметров полета....20
1.4. Микроускорения на борту действующих орбитальных станций... 27

ЧАСТЬ II. ИССЛЕДОВАНИЯ КОНВЕКТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ В НЕВЕСОМОСТИ НА МОДЕЛЯХ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ....29

Глава 2. Конвективные процессы гравитационного типа при постоянных микроускореииях....31
2.1. Классификация и некоторые особенности гравитационных конвективных процессов в бинарных системах....32
2.2. Макронеоднородности, вызываемые слабой гравитационной конвекцией. Эффект максимума температурного (концентрационного) расслоения....37
2.3. Тепловая гравитационная конвекция в удлиненных областях при разных числах Прандтля....59
2.4. Вторичные структуры, неустойчивость и температурные колебания при малых числах Прандтля....68

Глава 3. Негравитационные виды конвекции и процессы переноса в состояния теоретической невесомости. Взаимодействие с гравитационной конвекцией....76
3.1. Конвекция под действием градиентов сил поверхностного натяжения и ее взаимодействие с гравитационной. Математическая модель и критерии подобия....78
3.2. Классификация и некоторые особенности конвекции под действием градиентов сил поверхностного натяжения в бинарной смеси....83
3.3. Термокапиллярная и капиллярно-концентрационная конвекция в прямоугольных областях....88
3.4. Термокапиллярная конвекция и температурные неоднородности в модели зонной плавки....97
3.5. Особенности вынужденных движений и диффузионно-тепловые режимы в условиях теоретической невесомости....113

Глава 4. Конвекция н процессы переноса при пространственно-временном изменении микроускорений....117
4.1. Общая математическая модель тепловой гравитационной конвекции и переноса массы при пространственно-временном изменении микроускорений....118
4.2. Тепловая конвекция и перенос примеси при изменении микроускорения в плоскости орбиты....119
4.3. Тепловая гравитационная конвекция при изменении микроускорений в пространстве и во времени....133
4.4. Заключительные замечания....141

ЧАСТЬ III. КОНВЕКТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ В МОДЕЛЯХ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ И РАЗДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ В НЕВЕСОМОСТИ....142

Глава 5. Направленная кристаллизация в ампуле....142
5.1. Математическая модель конвекции и переноса примеси в ампуле с движущимся фронтом кристаллизации....143
5.2. Структура конвекции и поля концентрации. Продольная и поперечная неоднородности распределения примесн в кристалле....146
5.3. Анализ макро- и микронеоднородности в космических экспериментах на основе модели с движущимся фронтом....154
5.4. Параметрическое исследование влияния тепловой гравитационной конвекции на распределение примеси в кристалле. Граница максимума поперечной макронеоднородности....158

Глава 6. Жидкостная эпитаксия....164
6.1. Особенности конвекции при жидкостной эпитаксии и модификации процесса....164
6.2. Математическая модель жидкостной эпитаксии....167
6.3. Структура конвекции и параметрические исследования....169
6.4. Влияние нестационарности микроускорений....172
6.5. Анализ экспериментов по росту эпитаксиальных слоев в невесомости....172
6.6. Альтернативное невесомости медленное вращение эпитаксиальной ячейки в земных условиях....176

Глава 7. Электрофорез в свободном потоке....178
7.1. Предварительные замечания. Состояние исследований ЭФСП....178
7.2. Многозонная математическая модель ЭФСП....180
7.3. Течение жидкости и тегшоперенос во входной области камеры....183
7.4. Зона электрофоретического разделения....195
7.5. Массоперенос в области ввода смеси в поток....207
7.6. Заключительные замечания....210

Приложение 1. Применение персональных компьютеров для решения уравнений Навье-Стокса....211
Приложение 2. Устойчивость конвективных течений....213
Приложение 3. Матричное решение уравнений Навье–Стокса....217

Заключение....222

Литература....225
Дополнительная литература....237