Семинар по фундаментальным проблемам аэродинамики в формате видеоконференции ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, ИТПМ СО РАН, СПбПУ, ИМех МГУ

Тема: О некоторых автомодельных закономерностях переноса импульса в конденсированных средах при интенсивных воздействиях

Автор: Олег Борисович Наймарк (Институт механики сплошных сред Уральского отделения РАН) naimark@icmm.ru

Условия ударно-волнового и динамического эксперимента дают уникальную возможность исследования влияния мезоскопической структуры на релаксационные процессы, механизмы переноса импульса и разрушения конденсированных сред. Статистико-термодинамическое описание коллективного поведения ансамблей мезоскопических дефектов (микросдвигов, микротрещин) позволило установить специальный тип критического поведения – структурно-скейлинговые переходы, обусловленные метастабильностью неравновесного потенциала (свободной энергии). Полевые описания конденсированных сред с дефектами, учитывающие метастабильность неравновесного потенциала (обобщение подхода Гинзбурга-Ландау), показали связь механизмов переноса импульса и разрушения с динамикой коллективных мод ансамблей дефектов, имеющих природу автомодельных решений (автосолитонных мод и диссипативных структур «обострения» как механизмов локализованной пластичности и разрушения). Результаты моделирования и оригинальные эксперименты по ударно-волновому нагружению твердых тел и жидкостей позволили предложить объяснение степенной универсальности пластических волновых фронтов и автомодельность асимптотики вязкости, обусловленных «подчинением» механизмов переноса импульса динамике автосолитонных мод при скоростях деформирования ~105-106 c-1. Возможность реализации квазипластического механизма переноса импульса в жидкостях подтверждена сопоставлением статистических распределений флуктуаций момента на вращающихся дисках в условиях полностью развитой турбулентности (тест Кармана, значения чисел Рейнольдса Re~105-109 ) и флуктуаций напряжений пластического течения в сплаве AlMg в условиях прерывистой текучести. Идентичность степенной универсальности распределений отражает «динамику» механизмов переноса, обусловленных коллективными свойствами ансамблей мезоскопических дефектов, что характерно для неравновесных критических систем в условиях вырождения «внутренних» масшта-бов. Сопоставление данных об автомодельности волновых фронтов, универсальности статистических распределений, фракто- и гидролюминесценции в твердых телах и жидкостях позволяют обосновать квазипластический механизм переноса импульса, обусловленный мезоскопическими дефектами при интенсивных воздействиях.