Том 63, № 3 (2025)

Рассчитаны кинетические характеристики дрейфа электронов в гелии в широком диапазоне значений приведенной напряженности электрического поля 0.001 < E/N < 10000 Тд. Для случаев слабого и умеренно сильного полей E/N < 100 Тд вычислены скорость дрейфа, эффективная температура, коэффициенты продольной и поперечной диффузии, коэффициент ионизации. Для случаев сильного и сверхсильного полей 100 < E/N < 10000 Тд приведены результаты расчетов для двух моделей ухода электронов из системы: 1) модели лавины с размножением; 2) модели с уходом на стенку самого энергичного электрона в системе при акте ионизации или переходе в режим убегания. Учет появления в системе новых электронов при актах ионизации в условиях стационарного тока позволил включить в рассмотрение уход электронов из системы на стенку с определением ее потенциала и по аналогии с коэффициентом ионизации ввести определение коэффициента убегания электронов. Приведены аналитические аппроксимации скорости дрейфа, средней энергии и коэффициента ионизации в зависимости от приведенной напряженности поля.

В рамках модели «3+» выполнен одновременный расчет уравнения состояния, состава и проводимости сверхкритических паров постпереходных металлов (Ga, In, Tl, Pb, Bi). Особенностью модели является наличие новой компоненты – электронного желе – наряду с традиционными компонентами: электронами, ионами и атомами. Электронное желе существует при любой плотности, участвует в проводимости, но при этом не входит в уравнение баланса. Получены параметры критической точки перехода пар–жидкость для постпереходных металлов (Ga, In, Tl, Pb, Bi), включая проводимость в околокритической области.

Обобщение критерия Фейнмана позволяет описывать элементарные возбуждения в жидкостях и плазмоподобных средах. На этой основе исследуется спектр элементарных возбуждений в жидкометаллическом водороде. Показано существование фонон-ротонной ветви элементарных возбуждений и ее зависимость от параметров кулоновского взаимодействия и вырождения. Универсальность обобщенного критерия позволяет использовать его для систем, описываемых различными межчастичными потенциалами.

Приведены значения параметров фазовых превращений (жидкость–пар) ⇄ жидкость, (жидкость–пар) ⇄ пар и критического состояния системы 1-пропанол–н-октан с содержанием н-октана x = 0.2, 0.5, 0.8 мол. доли, полученные по измеренным (p, ρ, T)_x-данным методом пьезометра постоянного объема по изохорам в диапазоне температур 373.15–623.15 K, плотностей 15–650 кг/м³ и давлений до 58.2 МПа. Значения параметров фазовых превращений определены по фигуративным точкам изломов (изгибов) изохор фазовых диаграмм в (p,T)_x-координатах. Значения критических параметров системы определены на основе анализа кривизны изохор, изотерм и изобар фазовых диаграмм в критической области. Зависимость давления насыщенных паров смесей p_s = f(ρ_s, T_s)_x вдоль кривой сосуществования фаз описана термическим уравнением состояния вириального вида – разложением фактора сжимаемости Z = p_s/(RT_sρ_ms) в ряды по степеням приведенной плотности ρ/ρ_k и приведенной температуры T/T_k. Средняя относительная погрешность отклонений рассчитанных значений давления от экспериментальных составляет 0.47%.

В результате критического анализа экспериментальных и теоретических данных по структуре и частотам колебаний димерной формы молекул трииодида скандия выбраны значения молекулярных постоянных и рассчитаны термодинамические функции Sc₂I₆. С использованием литературных данных об отношении парциальных давлений димерных P_д и мономерных P_м молекул по методу «третьего закона термодинамики» рассчитан состав пара иодида скандия в температурном интервале 738–1178 К, для которого в литературе приведены данные по полному давлению. Найдено, что в приведенном температурном интервале отношение давлений P_д/P_м увеличивается от 0.01 до 1.7. По полученным парциальным давлениям рассчитаны величины энтальпии сублимации трииодида скандия в форме мономерных и димерных молекул и энтальпии образования этих молекул. Рекомендованные величины введены в базу данных программного комплекса ИВТАНТЕРМО.

Рассмотрена математическая модель процесса сопряженного тепломассообмена в образце древесинного материала при взаимодействии с набором горячих частиц. Задача рассматривается в декартовых координатах в трехмерной постановке. Установлено, что воспламенение исходного реагента определяется процессами тепломассообмена с очагом пожара: горячими частицами, нагретой газовой смесью из продуктов пиролиза древесины и воздуха, а также реакциями окисления оксида углерода, метана, водорода. Получены зависимости времени задержки зажигания древесинного материала от начальных температур реагента, температуры горячих частиц, их количества, и проанализировано влияние геометрических размеров, при которых реализуются условия воспламенения. Приводится качественное и количественное сравнение некоторых результатов расчета с известными данными.

В работе представлены результаты анализа условий развития неустойчивости течения при распространении пламени в канале от закрытого торца. Предложена методика анализа устойчивости течения Блазиуса, позволяющая предсказывать формирование вихревого течения перед фронтом пламени на начальной стадии его эволюции. Показано, что в зависимости от состава смеси и соответствующей интенсивности горения возможны два характерных режима течения — устойчивого и неустойчивого, с формированием вихревых структур. По предложенной методике проведена оценка критической степени разбавления стехиометрической ацетилен-кислородной смеси азотом, соответствующей границе устойчивости течения.

Данная работа посвящена внутритканевой микроволновой гипертермии – популярному медицинскому методу лечения патологических тканей человека, содержащих раковые опухоли. Двумерный конечно-элементный анализ используется для сравнения процесса микроволновой абляции в различных тканях человека. Представленная модель основана на волновом уравнении для режима поперечного электромагнитного поля в сочетании с уравнением Пеннеса для переходного режима. Кроме того, модель учитывает термоэлектрические свойства тканей организма человека для рабочей частоты антенны 2.45 ГГц. Представлен сравнительный анализ методов микроволновой абляции различных тканей, включая мозг, молочную железу, почки, печень и легкие. Ранее подобные исследования отсутствовали в литературе по моделированию гипертермии тканей человека. Представлены профили рассеивания мощности, температуры и распределения удельного коэффициента поглощения S_A в тканях. Показано влияние увеличения мощности на профили распределения температуры и S_A, а также что с увеличением мощности распределение температуры внутри ткани со временем повышается.

Представлен метод синтеза оксидных микроструктур ZnO из микронных частиц цинка в микроволновой азотной плазме, генерируемой СВЧ-плазмотроном волноводного типа, работающим на базе магнетрона с частотой 2.45 ГГц. Используемый СВЧ-плазмотрон на волне H10 и вкладываемой мощности 1 кВт при атмосферном давлении позволяет создавать объемные стационарные СВЧ-разряды с температурой газа, достигающей нескольких тысяч градусов Кельвина. В результате плазменной обработки получены структуры ZnO размером от сотен нанометров до нескольких микрометров различной микроморфологии. Проведены исследования скорости фотодеградации ципрофлоксацина при воздействии солнечного излучения, показывающие высокую фотоактивность синтезированных структур ZnO.