Выпуск 4, 2015
Гамильтонов формализм и квантово-механическая аналогия в вероятностном описании турбулентности
Гамильтонов формализм и квантово-механическая аналогия в вероятностном описании турбулентности
В.П.Юшков
Показано, что взаимодействие адиабатических волн и несжимаемой турбулентности позволяет статистически описать перенос энергии турбулентных пульсаций по спектру. Также показано, что фундаментальным параметром, позволяющим параметризовать влияние адиабатических движений на несжимаемую турбулентность, является параметр диссипации энтропии в уравнении, которое в настоящей работе названо уравнением Обухова, и что «обобщенные координаты» или «канонические переменные» уравнения Захарова следует интерпретировать как волновые функции.
Показать АннотациюЭффект Зеемана в модифицированной модели Гросса–Невё в (2+1)-мерном пространстве—времени с компактификацией
Эффект Зеемана в модифицированной модели Гросса–Невё в (2+1)-мерном пространстве—времени с компактификацией
Р.Н. Жохов, В.Ч. Жуковский, П.Б. Колмаков
В рамках модифицированной модели Гросса–Невё рассмотрено влияние магнитного поля, температуры и химического потенциала на фазовую структуру системы в (2+1)-мерном пространстве-времени с одним компактифицированным пространственным измерением (цилиндр). Рассмотрен эффект Зеемана, индуцированный внешним магнитным полем, параллельным оси цилиндра. Построены графики намагниченности системы, создаваемой за счет эффекта Зеемана. Указана возможность обобщения полученных результатов на углеродные нанотрубки.
Показать АннотациюИзлучение гармоник в двухчастотном ондуляторе с учетом их уширения
Излучение гармоник в двухчастотном ондуляторе с учетом их уширения
К. В. Жуковский
Исследуется ондуляторное излучение (ОИ) с учетом уширения спектральных линий за счет однородных и неоднородных вкладов. Получены точные аналитические выражения для спектра ОИ и интенсивности его излучения в случае релятивистских электронов высоких энергий. Получены аналитические выражения, показывающие взаимосвязь постоянных компонент магнитного поля в ондуляторах и расходимости пучка электронов в них, а также возможность частичной компенсации этой расходимости. Исследовано излучение двухчастотного ондулятора, а также излучение высших гармоник в обычном плоском ондуляторе с учетом уширения линий спектра. Рассмотрены примеры ОИ в реальных устройствах. Показана возможность применения развитого метода и полученных результатов для расчета вынужденного ОИ.
Показать АннотациюАналитическое решение для профиля нелинейных гравитационных волн на поверхности идеальной жидкости
Аналитическое решение для профиля нелинейных гравитационных волн на поверхности идеальной жидкости
В.М. Буданов
В работе исследуется нелинейная система уравнений гидродинамики, описывающая двумерное движение несжимаемой жидкости со свободной поверхностью в бассейне фиксированной глубины. Показано, что известное решение линеаризованной системы является также и решением исходной, нелинейной системы. Описание волнового профиля сведено к решению одного обыкновенного нелинейного дифференциального уравнения первого порядка.
Показать АннотациюЧастота акустического излучения цилиндрического вихря
Частота акустического излучения цилиндрического вихря
Т.А. Петрова, Ф.В. Шугаев
Определена частота акустического излучения цилиндрического вихря в воздухе. Расчеты выполнены на основе уравнений Навье–Стокса с использованием разложения искомых функций в ряд по степеням малого параметра, характеризующего начальную завихренность. В итоге получена неоднородная система параболических дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. Начальный радиус вихря изменяется в широком диапазоне. Рассмотрено плоское течение. В отличие от имеющихся в литературе результатов показано, что при малой величине завихренности частота акустического излучения зависит только от геометрического размера (начального радиуса) вихря.
Показать АннотациюВлияние магнитного поля на продольно-поперечный разряд в высокоскоростных потоках воздушно-углеводородной смеси
Влияние магнитного поля на продольно-поперечный разряд в высокоскоростных потоках воздушно-углеводородной смеси
А.И. Алексеев, Д.Н. Ваулин, В.А. Черников
Приводятся результаты экспериментальных исследований влияния неоднородного магнитного поля на характер воспламенения и горения воздушно-пропановой смеси в сверхзвуковом потоке, инициированных продольно-поперечным разрядом постоянного тока. Показано, что в зависимости от ориентации вектора индукции магнитного поля относительно направления разрядного тока и вектора скорости потока горение воздушно-пропановой смеси в высокоскоростном потоке может происходить либо более интенсивно, либо ухудшаться по сравнению со случаем отсутствия магнитного поля.
Показать АннотациюОптическая теорема для локальных источников в теории дифракции
Оптическая теорема для локальных источников в теории дифракции
Ю.А. Еремин$^1$, А.Г. Свешников$^2$
Получено обобщение оптической теоремы на случай возбуждения локальных структур точечными источниками. Показано, что такой существенный параметр, как коэффициент Перселля, может быть представлен в аналитическом виде. Проведено обобщение полученных результатов на случай наличия границы раздела двух полупространств. Полученные результаты имеют первостепенное значение для проведения осреднения коэффициента усиления флюоресценции и эффективности оптической антенны по положению источника возбуждения.
Показать АннотациюК теории параметрической генерации света
К теории параметрической генерации света
А.В. Белинский, Т.М. Тарасова
Развита теория параметрической генерации света в резонаторе с учетом потерь. Получены приближенные аналитические решения для двух- и трехрезонаторных схем генерации и выявлены критерии их адекватности. Правильность результатов подтверждена компьютерным моделированием
Показать АннотациюОсобенности туннельных ВАХ в системе совмещенного АСМ/ СТМ с квантовыми точками из коллоидного золота
Особенности туннельных ВАХ в системе совмещенного АСМ/ СТМ с квантовыми точками из коллоидного золота
В.Ч. Жуковский$^1$, В.Д. Кревчик$^2$, М.Б. Семенов$^2$, Д.О. Филатов$^3$, Р.В. Зайцев$^2$, П.В. Кревчик$^2$, И.А. Егоров$^2$, В.А. Васильев$^4$
В работе получены туннельные вольт-амперные характеристики для растущих квантовых точек из коллоидного золота в системе совмещенного атомно-силового и сканирующего туннельного микроскопа. Предполагается, что основной вклад в туннельный ток вносит ионная проводимость. Проведено качественное сравнение туннельных вольт-амперных характеристик с рассчитанной теоретической кривой полевой зависимости вероятности 2D-диссипативного туннелирования с учетом влияния двух локальных фононных мод широкозонной матрицы. Установлено качественное соответствие экспериментальной и теоретической кривых, что свидетельствует о возможном вкладе механизма диссипативного туннелирования в туннельный ток через растущую квантовую точку под иглой кантилевера, который может быть усилен в кластерах размером от 1 до 5 нм в более тонких пленках.
Показать АннотациюВлияние атмосферы воздуха на электрические свойства двухфазных пленок гидрогенизированного кремния
Влияние атмосферы воздуха на электрические свойства двухфазных пленок гидрогенизированного кремния
М.В. Хенкин$^1$, Д.В. Амасев$^1$, А.С. Воронцов$^1$, П.А. Форш$^{1,2}$, А.Г. Казанский$^1$, П.К. Кашкаров$^{1,2}$
Аморфный и микрокристаллический кремний являются важными материалами для современной тонкопленочной электроники. Электрические параметры кремниевых пленок в ряде случаев зависят от окружающей образцы среды, в частности воздуха. В работе исследовано влияние окружающей атмосферы на электрические свойства двухфазных кремниевых пленок с объемной долей кристаллической фазы от 0 до 80%. Показано, что изменение проводимости двухфазных пленок в результате их выдержки в атмосфере воздуха зависит от соотношения аморфной и микрокристаллической фаз, формирующих структуру пленок. Использование двух различных технологий получения пленок позволило качественно оценить влияние на их проводимость адсорбции молекул газов из воздуха на поверхности пленок с неоднородной по толщине структурой. Для образцов с малой долей кристаллической фазы, расположенной на поверхности пленок, после их выдержки в атмосфере воздуха наблюдались особенности температурной зависимости проводимости.
Показать АннотациюЦиклическая активность Солнца по наблюдениям индексов активности на разных временных шкалах
Циклическая активность Солнца по наблюдениям индексов активности на разных временных шкалах
Е.А. Бруевич, Г.В. Якунина
С помощью частотно-временного анализа рядов наблюдений одного из глобальных индексов солнечной активности — потока радиоизлучения F$_{10.7}$ на волне 10.7 см (2.8 ГГц) — было определено наиболее вероятное значение периода основного цикла. Эта величина оказалась равной 10.2 года, что согласуется с общепринятыми оценками. Одновременно с основным циклом активности выявлены несколько малоамплитудных циклов с периодами цикличности от 1.3 до 100 лет. Метод непрерывного вейвлет-преобразования с использованием материнского вейвлета Морли был также применен нами для анализа ряда других солнечных индексов, связанных с излучением на разных высотах солнечной атмосферы: относительного числа солнечных пятен — SSN, хромосферного индекса — Mg II 280 нм, потоков в корональной линии 530.3 нм — F$_{530}$, вспышечного индекса — Flare index и индекса полного числа вспышек — Counts of flares. Полученные частотно-временные характеристики оказались в целом весьма похожими друг на друга. Различия в результатах для солнечных индексов появляются в периоды усиления стохастических процессов во время максимумов и минимумов основного цикла.
Показать АннотациюФормирование переходной токовой системы вблизи переднего края тока хвоста магнитосферы
Формирование переходной токовой системы вблизи переднего края тока хвоста магнитосферы
В.В. Калегаев, И.С. Назарков
На основе данных спутников THEMIS исследуется структура магнитного поля в области вблизи переднего края хвоста магнитосферы во время подготовительной фазы бури 14.02.2009. Магнитное поле токов хвоста магнитосферы получено вычитанием из измеренного на борту спутников магнитного поля эффекта геомагнитного диполя и токов на магнитопаузе. Магнитное поле токов на магнитопаузе рассчитано по параболоидной модели магнитосферного магнитного поля (A2000). Сопоставление расчетов и одновременных измерений на 5 спутниках в геомагнитно-спокойные периоды позволило получить типичные радиальные профили компонент магнитного поля вдоль хвоста магнитосферы. Показано, что нестандартная структура магнитного поля вблизи переднего края токового слоя хвоста до начала магнитной бури 14.02.2009 связана с формированием переходной токовой системы в магнитосфере. Круговой ток в экваториальной плоскости возникает перед началом бури в ходе адиабатического сжатия магнитосферы солнечным ветром для поддержания магнитного потока сквозь доли хвоста. Определены пространственное положение и интенсивность тока.
Показать АннотациюО контрастных вековых изменениях средних уровней океана в северном и южном полушариях
О контрастных вековых изменениях средних уровней океана в северном и южном полушариях
Ю.В. Баркин
Обсуждаются происхождение и механизмы векового океанического прилива по направлению Юг – Север. Определяются средние скорости нарастания уровней океана в северном и южном полушариях. Вековой прилив океанических вод из южного полушария в северное, предсказанный и открытый автором в 2005 г, обусловлен гравитационным притяжением ядра, дрейфующим к северу относительно мантии. Этот прилив получил новые надежные подтверждения в современных исследованиях береговых изменений уровня океана. Дальнейшие исследования этого прилива являются важными и могут сыграть ключевую роль в понимании асимметрии и инверсии многих природных процессов, происходящих в северном и южном полушариях и в объяснении высокой эндогенной активности Земли и других тел солнечной системы.
Показать АннотациюКомплексирование методов анализа амплитуды и фазы спутниковых радарных снимков для оценки смещений оползневых склонов
Комплексирование методов анализа амплитуды и фазы спутниковых радарных снимков для оценки смещений оползневых склонов
Е.А. Киселева$^1$, В.О. Михайлов$^{1,2}$, Е.И. Смольянинова$^1$, Е.П. Тимошкина$^1$, П.Н. Дмитриев$^1$
Эффективность комплексирования методов анализа амплитуды и фазы радарных снимков спутников ENVISAT, ALOS и TerraSAR-X показана на примере исследования оползня в пос. Барановка (Большой Сочи). Метод трассирования офсетов в поле амплитуд отраженного радарного сигнала позволил определить контур области, где в ночь с 23-24 января 2012 г. сошел оползень и оценить смещения в различных частях оползня. Максимальное смещение составило около 7.5 м. Смещения до схода оползня, полученные по данным спутника ALOS с 22.01.2007 г. по 17.09.2010 г. по методу устойчивых отражателей, демонстрируют сезонные ускорения смещений в осенне-зимние месяцы. Временная серия смещений по данным спутника ENVISAT показывает, что с 29.11.2010 по 27.07.2011 смещения в направлении визирования спутника v_LOS были относительно невелики (21 мм/год), но с 25.09.2011 по 24.12.2011, перед сходом оползня, они увеличились до 50 мм/год. Скорость смещений v_LOS после схода оползня по данным спутника TerraSAR-X за период 17.02.2012 - 10.03.2012 достигала 30 мм/месяц, но после 06.06.2012 она замедлилась до 2-3 мм/месяц. Близкие величины смещений для этих периодов, полученные и по парным интерферограммам.
Показать АннотациюВлияние солнечных вспышек на ионизацию верхней атмосферы. Анализ ряда значительных событий 23-го и 24-го солнечных циклов.
Влияние солнечных вспышек на ионизацию верхней атмосферы. Анализ ряда значительных событий 23-го и 24-го солнечных циклов.
В.Е. Куницын$^{1,2}$, М.О. Назаренко$^{1}$, И.А. Нестеров$^{1}$, А.М. Падохин$^{1}$
Проведено сравнение эффектов ионизации верхней атмосферы от ряда интенсивных солнечных вспышек Х-класса 23-го и 24-го циклов солнечной активности по данным приема сигналов глобальных спутниковых навигационных систем GNSS (Global Navigational Satellite Systems) на станциях сети IGS (International GNSS Service). Развиты методы оценки по данным GNSS геоэффективности солнечных вспышек. Предложено использовать среднее по всем станциям, расположенным на дневной стороне Земли, значение скорости изменения полного электронного содержания, приведенное к зенитному углу Солнца во время вспышки, как параметр, характеризующий геоэффективность вспышки.
Показать АннотациюВлияние ветра на развитие термобара и течений в водоёмах различной глубины в период таяния ледового покрова
Влияние ветра на развитие термобара и течений в водоёмах различной глубины в период таяния ледового покрова
Н.С. Блохина
С помощью математического моделирования исследуется влияние ветра на развитие термобара и течений в водоемах различной глубины в период таяния ледового покрова. Показано, что глубина водоема, скорость и направление ветра определяют поведение и время жизни вихревых структур в водоеме (сформировавшихся по обе стороны от термобара), местоположение зоны их схождения и изотермы 4$^{\circ}$C. Выявлены преобладающие механизмы неустойчивости водных масс в водоемах различной глубины при ветровом воздействии на их поверхность. Показано, что чем больше глубина водоема, тем при больших скоростях ветра область схождения водных масс близка к изотерме 4$^{\circ}$C на поверхности водоема. В этой ситуации правомерна классическая трактовка термобара как области схождения воды в районе 4$^{\circ}$C в отличие от мелких водоемов, где даже при незначительных ветрах расхождение этих зон значительно.
Показать АннотациюПредвычисление цунами по данным сети глубоководных станций
Предвычисление цунами по данным сети глубоководных станций
М.А. Носов, С.С. Григорьева
Предложен подход к оперативному прогнозу цунами, основанный на предвычислении уровня моря по данным густой сети глубоководных станций. Подход применен к расчету волн цунами 11 марта 2011 г. на побережье п-ова Кии (Япония). В качестве входных данных использовались записи вариаций придонного давления, полученные станциями DONET. Результаты расчетов сопоставлены с данными береговых мареографов JMA. Установлено, что хорошо воспроизводятся только две-три первых волны на береговых мареографах, ближайших к системе DONET. Обсуждаются причины рассогласования измеренных и предвычисленных вариаций уровня моря. Предложены принципы оптимального расположения станций для предвычисления цунами.
Показать Аннотацию