Исследование неизотермического течения в U-образной трубке при наличии свободной конвекции

Thu, 30 Jul 2026 00:00:00 +0400

Аннотация

Исследовано влияние естественной конвекции на процесс формирования термоэлектрокинетического эффекта в водных растворах ионных соединений. Рассчитаны поля температуры и скоростей жидкости в U-образной трубке, которая нагревается снизу при наличии свободной и принудительной конвекции. Модель основана на нестационарных уравнениях Навье --- Стокса в приближении Буссинеска, уравнении теплопроводности и условии неразрывности, дополненных краевыми условиями для принудительной и свободной конвекции. Решение получено методом конечных элементов с квадратичной аппроксимацией скорости и линейной аппроксимацией давления и температуры. Проведен численный анализ распределения полей температуры и скорости при фиксированной скорости потока. Определены структура течений в коленах U-образной трубки, их пространственная локализация и количественные характеристики. Результаты демонстрируют асимметричное распределение температуры в коленах трубки и локализацию резкого температурного градиента во входном колене, обусловленные взаимодействием свободной и принудительной конвекции. Усредненные и интегральные характеристики температурного поля, полученные численным расчетом, согласуются с экспериментальными результатами, что свидетельствует об адекватности используемой модели. Полученная модель будет уточняться и обобщаться для моделирования термоэлектромагнитных явлений, возникающих в результате процессов самоорганизации, обусловленных свободной конвекцией в вязких электропроводящих средах

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Сидоров А.В., Грабов В.М., Зайцев А.А. и др. Исследование неизотермического течения в U-образной трубке при наличии свободной конвекции. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2026, № 3 (126), с. 53--72. EDN: LDXYRF

Двумерные сплавы Януса для спинтроники на примере Fe₂I₃Br₃

Wed, 29 Jul 2026 00:00:00 +0400

Аннотация

Двумерные (2D) монослои Януса с зеркальной асимметрией обладают исключительными физическими свойствами. Это означает, что их можно применять в оптоэлектронных, электронных и электромеханических устройствах нового поколения. Проведено первопринципное исследование электронных и магнитных свойств 2D-монослоя Януса Fe₂I₃Br₃ в рамках теории функционала плотности. Создана кристаллографическая модель сплава Януса Fe₂I₃Br₃, рассчитана его равновесная структура и определены электронные, магнитные и механические свойства. Показано, что 2D-монослои Януса Fe₂I₃Br₃ динамически и термодинамически стабильны, о чем свидетельствуют результаты расчетов фононных спектров и энергий образования, а также демонстрируют полупроводниковую природу. Зонная структура Fe₂I₃Br₃ имеет спин-поляризованное антиферромагнитное упорядочение шириной запрещенной зоны около 1 эВ. Температура Нееля составила 75 K. В материалах такого типа можно реализовать состояния, которые трудно или практически невозможно получить в объемных магнитных образцах. Полученные результаты могут внести вклад в развитие науки о двумерных функциональных материалах, которые найдут применение в различных областях наноиндустрии

Результаты получены с использованием оборудования ЦКП "Дальневосточный вычислительный ресурс" ИАПУ ДВО РАН (https://cc.dvo.ru). Работа выполнена при поддержке РНФ (проект № 25-23-20239)

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Мединцева Т.В., Карцев А.И., Тарасов Ю.И. Двумерные сплавы Януса для спинтроники на примере Fe₂I₃Br₃. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2026, № 3 (126), с. 40--52. EDN: LMUUFH

Физика. Вестник МГТУ им Н.Э. Баумана

Исследование неизотермического течения в U-образной трубке при наличии свободной конвекции

Двумерные сплавы Януса для спинтроники на примере Fe2I3Br3

Двумерные сплавы Януса для спинтроники на примере Fe₂I₃Br₃