Диссипативные структуры в гидродинамических системах

В координатах, принятых в теории диссипативных структур [31], этот переход имеет вид, показанный на рис. II. I. Изменение в данном случае вида, например, других фазовых переходов первого или второго родов носит название перехода поведения-, оно имеет особое значение в случаях ориентации полимеров из некристаллического состояния. Переход поведения не есть что-то присущее только полимерам. Обычно он связан с механическим или гидродинамическим полем и в большой системе макромолекул может менять порядок обычных переходов так же, как электромагнитные поля меняют порядок ферромагнитных или сверхпроводящих переходов. [c.68]

Современные представления о взвешенном слое строятся на предположении о том, что слой можно рассматривать как сложную диссипативную структуру, которая возникает в результате диссипации части энергии, подводимой к системе сплошной фазой. Гидромеханическая неустойчивость системы, как правило, связана с неравномерным подводом энергии, что и приводит к возникновению различного рода флуктуаций. Причинами флуктуаций могут быть неравномерность скорости жидкости на входе в слой, пристеночные эффекты, каналообразование — все эти факторы претерпевают непрерывное изменение во времени. По существу, мы имеем дело со статистическими диссипативными структурами. Однако рассматриваемые системы являются статистически стационарными, то есть случайные процессы изменения во времени основных гидродинамических параметров относятся к классу стационарных в широком смысле случайных процессов [36]. [c.195]

Во-первых, было обнаружено, что механизмы самоорганизации в сильно диссипативных системах гораздо сложнее, чем в консервативных системах равновесного типа. В окрестности состояния устойчивого термодинамического равновесия поведение диссипативной системы легко предсказуемо, если известно, что в этой области система обладает единственным аттрактором — термодинамической ветвью. Наоборот, вдали от термодинамического равновесия та же система может обладать поразительно сложной цепью бифуркаций. Тем самым неизбежно возрастает важность таких случайных элементов, как внутренние флуктуации. Влияние случайных элементов становится решающим в актах выбора, которые производит в ходе эволюции система, между многочисленными областями притяжения или диссипативными структурами, возникающими в результате бифуркаций 1.14, 15]. При изменении внешнего параметра (примерно так, как это происходит в ходе биологической эволюции) могут развертываться различные сценарии в зависимости от случайных флуктуаций в каждый момент времени система посетит одни аттракторы и обойдет стороной другие. Стоит отметить, что такая чувствительность к флуктуациям встречается уже в простейших самоорганизующихся гидродинамических системах. Известно, например, что в системе Бенара, параметры которой кон- [c.16]

ДИССИПАТИВНЫЕ СТРУКТУРЫ В ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ [c.93]

Псевдоожиженный слой представляет собой диссипативную структуру, т. е. является системой, гидродинамические характеристики которой зависят от механизмов диссипации потока энергии, поступающего от внешнего источника. Энергия потока ожижающего агента расходуется на поддержание частиц твердой фазы во взвешенном состоянии, на компенсацию потерь из-за сухого трения мел ду частицами, на создание пульсационного движения фаз и т. д. Основным механизмом диссипации энергии ожижающего агента в псевдоожиженном слое является диссипация в пограничных слоях, окружающих частицы при обтекании их ожижающим агентом. При этом основной гидродинамической характеристикой данного процесса является локальная относительная скорость движения фаз. Следуя методу, описанному в первой главе, можно рассмотреть псев-доол ижскный слой Как стационарный ансамбль флуктуаций относительных скоростей движения фаз. Статистическая функция распределения для такого ансамбля в соответствии с (1.146) будет [c.178]

К исследованию гидродинамических неустойчивостей на границе раздела фаз можно применить теорию Стернлинга и Скривена [108]. Решающее значение для возникновения нестабильностей на границе раздела фаз, через которую происходит диффузия вещества, имеет отношение коэффициентов диффузии Ох/Оч и отношение кинематических вязкостей Vl/V2 При выполнении условия 0 /В2) < 1 < у /у2) следует ожидать появления катящихся ячеек- , обусловленных диффузией. Эти чрезвычайно интересные явления в соответствии с определениями, данными в разд. 2.4, также следует отнести к диссипативным структурам. Обзор разнообразных диссипативных структур в гидродинамических системах сделали Ка-риг и Бессердих. Поскольку теория нелинейных гидродинамических процессов весьма сложна, мы ограничимся рассмотрением только эффекта Бенара, причем будем следовать работе Чандрасекара [61]. [c.99]