Статья: КРАЕВАЯ ЗАДАЧА ДЛЯ НЕОДНОРОДНОГО УРАВНЕНИЯ ЧЕТВЁРТОГО ПОРЯДКА С ПОСТОЯННЫМИ КОЭФФИЦИЕНТАМИ (2023)

The dislocation activity controls the plastic deformation in the most of metallic materials. Mechanical loading with high strain rates or with high strain gradients can lead to either homogeneous nucleation of the dislocation or emission of dislocations from various heterogeneities, such as nanopores and phase precipitates. The dislocation nucleation and emission trigger plasticity, which relaxes the shear component of stresses. In this work, we study the threshold of dislocation emission from nanosized copper inclusions in an aluminum single crystal in comparison with the homogeneous nucleation of dislocations in pure metal. We consider different shapes of inclusions (spherical, cylindrical and cubic) and rather arbitrary axisymmetric deformations by means of molecular dynamics (MD) simulations. For most deformation paths, the copper inclusions substantially reduce the threshold of plasticity incipience, while the inclusions have no effect for some deformation paths with either axial or transverse extension. Depending on the deformation path, the shape of inclusion can either influence the emission threshold or not. Thus, there is a complex dependence of the threshold of plasticity incipience on the deformation path, the presence and the form of copper inclusions. This dependence is approximated by means of an artificial neural network (ANN) trained on the results of MD simulations. The trained ANN can be further applied as a constitutive equation at the level of continuum mechanics.

The paper presents a phenomenological generalized model of a first-order metamagnetic phase transition for the La(Fe, Si)13 compounds in the approximation of localized moments under the simultaneous action of temperature, field and pressure. To achieve the maximum cooling power of magnetic solid-state cooling devices, the Curie temperature of the working bodies should be fine-tuned by two external generalized forces: a magnetic field and pressure. The thermodynamic phenomenological models presented in the literature are mostly focused on the description of the behavior of magnetocaloric materials in the vicinity of phase transition in the absence of external pressure. In turn, the latter provide a significant reduction in the field hysteresis effect by shifting the Curie temperature and expand the working temperature range of the refrigerant. To estimate the required pressure value, a new generalized model was developed that excludes the linear dependence of the phase transition temperature on the volume change and modernizes the form of the magnetic and phonon entropy, taking into account anharmonism. In addition, the equations of state describing the behavior of working bodies underwent a multistimuli cooling cycle were obtained. The model allows estimating the upper limit of the temperature and field hysteresis and predicting the required external pressure to reduce the field hysteresis.

Исследуется отражение СВЧ-волны от слоя композитного материала из диоксида ванадия и диоксида кремния в окрестности фазового перехода полупроводник-металл. Рассчитаны зависимости коэффициента отражения от температуры, объёмной доли диоксида ванадия в композите и толщины слоя композита в области фазового перехода.

Выполнено первопринципное исследование структуры и свойств алмазоподобных углеродных нанотрубок, формируемых в процессе сворачивания алмазоподобного слоя L4. В результате расчётов методом теории функционала плотности установлено, что только алмазоподобные нанотрубки (n,0)L4, имеющие полипризматическую форму, могут устойчиво существовать. Точечная группа симметрии этих нанотрубок - n/mmm. Значение параметра трансляции находится в диапазоне от 1.6224 до 1.6342 ˚A. Молекулярно-динамические расчёты показали, что нанотрубка (5,0)L, имеющая минимальную полную энергию, должна быть устойчивой до 150 К. Изолированная нанотрубка (5,0)L4 обладает высоким значением модуля Юнга (890 ГПа) и шириной запрещённой зоны в 0.6 эВ, характерной для полупроводника. Материал на основе жгутов алмазоподобных нанотрубок (5,0)L4 с плотной упаковкой можно экспериментально идентифицировать при использовании рассчитанной порошковой рентгенограммы.

Построен алгоритм численного решения задачи кавитационного обтекания тела вращения весомой жидкостью. При совпадении направления силы тяжести и направления вертикального потока возникают новые закономерности кавитационных течений, а образующиеся при этом каверны носят название вертикальных каверн. Для вертикальных каверн возможны отрицательные значения числа кавитации, когда давление газов в каверне превосходит статическое давление в окружающей жидкости на уровне схода струй с тела. Для схематизации течения применена обобщённая схема Рябушинского. Метод решения задачи основан на методе потенциала простого слоя, который сводится к решению системы интегральных уравнений. В процессе решения определяются форма каверны и распределение скорости в жидкости в зависимости от числа кавитации и числа Фруда. Определение формы каверны проводится с помощью метода установления. Примеры расчётов приведены для диска и конусов. Выполнена оценка точности расчётов и проведено сравнение с опытными данными.

In the article the questions of unique solvability and determination of the redefinition coefficient function in the initial inverse problem for two-dimensional Whitham-type partial differential equation with impulse effects are studied. The modified method of characteristics allows partial differential equations of the first order to be represented as ordinary differential equations that describe the change of an unknown function along the line of characteristics. The unique solvability of the two-dimensional inverse problem is proved by the method of successive approximations and contraction mappings. The definition of the unknown coefficient is reduced to solving the Volterra integral equation of the first kind.

We consider local derivations on finite-dimensional Jordan algebras. We developed a technique for the description of the vector space of local derivations on an arbitrary low-dimension Jordan algebra. We also give a description of local derivations on some Jordan algebras of dimension four.

Рассматриваются неявные дифференциальные уравнения (бинарные дифференциальные уравнения) вида ap2 + 2bp + c = 0, где a = a(x, y), b = b(x, y), c = c(x, y), p =dxdXdy, причём a(0, 0) = b(0, 0) = c(0, 0) = 0. Показано, что типичное уравнение такого типа формальными заменами координат (x, y) -→ (X, Y ) приводится к формальной нормальной форме (αX + βY + γ(X))P 2 + X + Y = 0, P = dY, где α, β ∈ C \ {0}, γ -формальный ряд по переменной X, γ(0) = 0, γ,(0) = 0.

Рассматривается частный случай специальной функции Фокса. Выписаны интегральное представление, представление в виде степенного ряда, асимптотические формулы. Доказаны формулы дифференцирования целого порядка, рекуррентные и интегральные соотношения.

Исследуются вопросы разрешимости нелинейных обратных задач с зависящим от времени неизвестным элементом для эволюционных уравнений в банаховых пространствах с производными Герасимова - Капуто. Получена теорема о существовании единственного гладкого решения нелинейной задачи для разрешённого относительно старшей дробной производной уравнения с ограниченным оператором в линейной части. Она использована при исследовании вырожденных эволюционных уравнений при условии p-ограниченности пары операторов в линейной части уравнения - при старшей производной и при искомой функции. В случае действия нелинейного оператора в подпространство без вырождения доказано существование единственного гладкого решения, а при независимости нелинейного оператора от элементов подпространства вырождения показано существование единственного обобщённого решения. Полученные абстрактные результаты для вырожденных уравнений использованы при исследовании обратной задачи для модифицированной системы уравнений Соболева с неизвестными коэффициентами при младших дробных производных по времени.

Найдены все неэквивалентные представления алгебры sl2(R) в пространстве векторных полей Vect R2. Для каждого из найденных представлений описаны все обыкновенные дифференциальные уравнения, допускающие данные представления, в терминах базиса дифференциальных инвариантов и операторов инвариантного дифференцирования. Также найдены операторы Казимира соответствующей универсальной обёртывающей алгебры, проинтегрированы уравнения, порождённые оператором Казимира, и доказана алгебраическая независимость операторов инвариантного дифференцирования и оператора Казимира.