Теплоперенос в газах, находящихся в ньютоновском гравитационном поле

In this paper, using the theoretical and numerical investigation of molecular motion, we study heat transfer processes in the gas placed in a Newtonian gravitational field. The influence of gravity on the heat conductivity of the gas is analyzed. The gravity considered is more than 100 000 times higher than that of the Earth. The main differences of the gas heat conductivity under such high gravity from the one detected under normal gravity are demonstrated and explained. It is shown how the thermal equilibrium for the heat conductivity of the gas depends on gravity and the type of gas. The difference between natural gravity and the centrifugal force is discussed. It is shown how the gas density influences the thermal equilibrium for the heat conductivity under a strong centrifugal force. The convective heat transfer in the gas placed into a gravitational or centrifugal field is analyzed. It is shown that the thermal equilibrium of the convective heat transfer under intensive gravity is not the same as under normal gravity. The horizontal convection mechanism is discussed. A technical way of the realization of gravity thermal effects in the gas is represented. All necessary parameters of the experimental setup are given.Данная работа посвящена изучению механизмов теплопереноса в газах, помещенных в ньютоновское гравитационное поле. Исследования проводились при помощи теоретического анализа, а также численного моделирования теплового движения молекул газа в условиях гравитации свыше 100 000 g. Представлены основные отличия теплопроводности газа в гравитационном поле от теплопроводности газа при отсутствии гравитации. Показано, как тепловое равновесие, обеспечиваемое теплопроводностью газа, зависит от гравитации и разновидности газа. Исследования проводились не только для естественной, но и для искусственной гравитации, создаваемой центрифугой. Выявлено, как тепловое равновесие, обеспечиваемое теплопроводностью газа, зависит от плотности газа в центрифуге. Описаны паразитные эффекты, в том числе теплообмен излучением. Объяснены отличия конвективного теплопереноса при достаточно высокой гравитации от конвективного теплопереноса в условиях земной гравитации. Рассчитаны параметры теплового равновесия, которое обеспечивается конвекцией в газе, находящемся в гравитационном поле. Объяснен механизм горизонтальной конвекции. Предложен способ технической реализации тепловых эффектов, возникающих в газе при гравитации свыше 100 000 g. Даны необходимые технические параметры экспериментального стенда. Детально описана его конструкция

Получение наночастиц карбида кремния распылительным пиролизом из фемтолитровых капель хлортриметилсилана

For the first time, silicon carbide nanoparticles were obtained by spray pyrolysis of chlorotrimethylsilane droplets in an aerosol reactor with argon flow. It was shown that with an increase in the reactor wall temperature to 1100 °C, the sample purity degree grows, and the average size of the nanoparticles is 6-40 nm.Впервые получены наночастицы карбида кремния при распылительном пиролизе микрокапель хлортриметилсилана в потоке аргона. Показано, что при увеличении температуры стенок реактора до 1100 °С степень чистоты образца из наночастиц увеличивается, при этом их средний размер составляет 6-40 нм

РЕЖИМЫ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ФЕМТОЛИТРОВЫХ КАПЕЛЬ РАСТВОРОВ НА ПОДЛОЖКУ-ЭЛЕКТРОД ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ

For reduced pressure 60–300 Torr experimental results and theoretical estimates of electrostatic deposition of femtoliter droplets, containing inside nanoparticles, from the gas stream on substrate-electrode are presented. It is shown that the corona discharge with a stream of droplets is stable in a limited range of currents and voltages. Similarity criterion of the process of electrostatic deposition is obtained. It was found that the use a thin dielectric substrate, covering the electrodes, significantly reduces agglomeration of charged droplets due to Coulomb repulsion.Представлены экспериментальные результаты и теоретические оценки осаждения при пониженном давлении 60–300 торр фемтолитровых капель, содержащих внутри наночастицы, из газового потока на подложку-электрод. Показано, что коронный разряд с потоком капель устойчив в ограниченном диапазоне токов и напряжений. Установлен параметр подобия процесса электростатического осаждения. Обнаружено, что осаждение на диэлектрическую подложку, закрывающую электрод, существенно уменьшает агломерацию капель за счет кулоновского отталкивания

Distributed infrastructure for multiscale computing

Today scientists and engineers are commonly faced with the challenge of modelling, predicting and controlling multiscale systems which cross scientific disciplines and where several processes acting at different scales coexist and interact. Such multidisciplinary multiscale models, when simulated in three dimensions, require large scale or even extreme scale computing capabilities. The MAPPER project is developing computational strategies, software and services to enable distributed multiscale simulations across disciplines, exploiting existing and evolving e-Infrastructure. The resulting multi-tiered software infrastructure, which we present in this paper, has as its aim the provision of a persistent, stable infrastructure that will support any computational scientist wishing to perform distributed, multiscale simulations