ИСТИНА

Теоретическое и экспериментальное исследование взаимодействия электромагнитных полей с магнитными жидкостями, магнитными суспензиями, слабопроводящими жидкостями и частично ионизованными газовыми смесями. Анализ возможностей применения исследуемых явлениий в промышленных технологиях, биотехнологиях, в медицине.

Результаты 4 -го этапа: Исследована структура слоя слабопроводящей жидкости в межэлектродном пространстве при наличии приложенной к электродам разности электрических потенциалов в условиях малых чисел Дебая, характерных для применяемых в био и фарм-технологиях течений таких сред в микро и нано-каналах. Изучены физические механизмы, которые вызывают потерю устойчивости состояния покоя либо ламинарного стационарного движения жидкости при увеличении напряжения на электродах. В рамках исследований процессов кипения изучена структура плоского межфазного слоя на границе магнитной жидкости и пара во внешнем магнитном поле в состоянии термодинамического равновесия. Решена задача о структуре движущейся плоской межфазной границы между суспензией магнитных частиц и паром. Найдена зависимость компонент тензора поверхностных натяжений и кинетических коэффициентов, определяющих скорость испарения или конденсации жидкости, от напряженности внешнего магнитного поля. Экспериментально исследовано движение и деформация длинного осесимметричного тела из несжимаемого намагничивающегося полимера в неоднородном магнитном поле. Показана возможность создания направленного движения тела (движителя) из такого полимера во вращающемся магнитном поле. Исследована проблема ускорения ударных волн и частиц в газах при падении начальной плотности среды, актуальная для процессов, происходящих в атмосферах планет и звезд, в частности Солнца, где наблюдаются выбросы частиц плазмы со скоростью, достигающей 0,8 скорости света. Учитывается наличие противодавления, гравитационного и поперечного магнитного полей, а также влияние релятивистских эффектов. Для условий малых чисел Бонда исследовано влияние однородного осевого электрического поля на капиллярную неустойчивость осесимметричной пленки вязкой диэлектрической жидкости, покрывающей тонкий диэлектрический цилиндр. Продолжены работы по применению магнитных жидкостей в медицине. Проведены исследования по разработке способа раннего контрастного магнитно-резонансного томографического выявления предопухолевых и опухолевых образований центральной нервной системы с сосудами, питающими эти образования, и средство для его осуществления в эксперименте на подопытных животных. Подана заявка на изобретение в области ранней диагностики опухолей центральной нервной системы. Результаты 5-го этапа: Исследовано влияние сильных неоднородных электрических полей на ионизационные процессы в частично ионизованных жидких и газовых смесях. Внешнее электрическое поле в слабопроводящих химически реагирующих средах может воздействовать на ионизацию как путем перераспределения реагирующих заряженных компонент, так и непосредственно, за счет увеличения кинетической скорости ионизации. Проведен анализ эффектов, являющиеся следствием воздействия поля на электрохимическую кинетику, для случая газовых смесей, содержащих электронно- возбужденные частицы и для случая электрогидродинамических течений сильно полярных жидкостей. Исследовано электровращение сферической капли вязкой слабопроводящей поляризующейся жидкости в постоянном электрическом поле. Получены выражения для потенциала электрического поля, скорости и давления внутри и вне капли в случае, когда поверхностным конвективным током можно пренебречь. Найдены условия, при которых возможно электровращение капли. Установлено, что при электровращении электрогидродинамическое течение можно представить в виде суперпозиции течений, одно из которых возникает от вращения капли как твердого тела в окружающей ее вязкой жидкости. Капля под действием поля и течения стремится деформироваться так, чтобы превратиться в эллипсоид общего вида, одна из главных осей которого направлена вдоль вектора угловой скорости вращения капли, а остальные две лежат в плоскости, в которой лежит вектор напряженности приложенного поля, образуя с последним некоторые углы. На основе обобщенной теории смачивания Кана численно решена задача о структуре плоской границы раздела двухкомпонентной магнитной суспензии и не смешивающейся с ней обычной ненамагничивающейся жидкости с учетом зависимости свободной энергии системы от градиентов намагниченности, концентрации магнитных частиц и плотности несущей фазы. Показано, что при определенных значениях параметров задачи объемная концентрация магнитных частиц сильно возрастает вблизи границы, т.е. имеет место существенная адсорбция частиц на границе раздела. Определена анизотропия и зависимость компонент тензора поверхностных натяжений от напряженности магнитного поля. Сформулированы нелинейные уравнения, описывающие модели упругих пьезоэлектриков в электромагнитном поле с учетом процессов релаксации диэлектрической поляризации. Изучены объемные волны и поверхностные волны Рэлея и Блюстейна - Гуляева при наличии релаксации диэлектрической поляризации в упругих пьезоэлектриках с осевой симметрией. Исследована нелинейная задача о совместном течении с разрывом поля скоростей невязких газа и диэлектрической жидкости, расположенных друг над другом, при наличии заданного на бесконечности (со стороны газа) наклонного статического электрического поля. Выведено условие устойчивости рассматриваемого течения. Установлено, что при относительно небольшой величине разрыва продольной скорости на плоской горизонтальной поверхности раздела газ–жидкость, течение, неустойчивое в отсутствие поля, стабилизируется включением горизонтального поля достаточной напряженности. Вертикальное поле оказывает дестабилизирующее воздействие. Аналитически решена задача о деформации двухслойной капли в слабопроводящей неограниченной с жидкости в однородном переменном электрическом поле. Диэлектрические проницаемости и проводимости всех жидкостей считаются постоянными. Жидкости считаются несжимаемыми и вязкими, учитываются капиллярные силы. Найдены формы поверхности внутренней и средней жидкостей. Показывается, что эти поверхности могут вытягиваться или сплющиваться в зависимости от физических свойств жидкостей. Обнаружено, что достаточно тонкий слой средней жидкости может качественно изменить форму капли: например, если в отсутствии этого слоя капля вытягивается, то в присутствии этого слоя внешняя граница среднего слоя сплющивается. Экспериментально исследовано движение тел из намагничивающихся материалов в вязкой не магнитной жидкости вблизи дна сосуда в однородном вращающемся магнитном поле. Тела вращаются в том же направлении, что и магнитное поле, и могут двигаться поступательно вдоль дна сосуда. Рассмотрено два вида тел: вытянутые тела из намагничивающегося полимера и капля магнитной жидкости. Получены зависимости средней скорости поступательного движения тел из полимера и капли магнитной жидкости от частоты приложенного магнитного поля для различных амплитуд поля и других параметров задачи. Для капель магнитной жидкости было обнаружено изменение направления поступательного движения при изменении частоты вращения приложенного магнитного поля. Проведена оптимизация процесса ускорения жидкого несжимаемого упруго-вязкого тела, с учетом его обжатия, по текущему распределению внешних поверхностных сил и начальной форме тела. Показано, что по сравнению с практикой традиционного формирования кумулятивной струи, истекающей при сжатии конической оболочки, расход энергии можно снизить в 4 раза. Оптимальная форма тела – эллипсоид вращения, отношение полуосей которого зависит от коэффициента его поджатия. В рамках программы работ по применению магнитных жидкостей в медицине разработан способ раннего контрастного магнитно-резонансного томографического выявления предопухолевых и опухолевых образований центральной нервной системы с сосудами, питающими эти образования, и средство для его осуществления в эксперименте на подопытных животных. Получен патент на изобретение, которое может быть использовано для ранней диагностики опухолей центральной нервной систем.