Автоволновые процессы в активных средах

Как было показано выше, процессы самоорганизации в активных средах сводятся не только к образованию диссипативных структур. В них могут возникать разнообразные автоволновые процессы источники спонтанных волн — веду- [c.99]

В результате потери устойчивости однородного состояния в активных средах возможно возникновение волн или пространственно неоднородных структур, устойчивых относительно малых возмущений. По аналогии с автоколебательными Р. В. Хохлов предложил называть такие распределенные системы автоволновыми (АВ). В настоящее время теория самоорганизации АВ-процессов и в том числе пространственных устойчивых структур в средах различной физической природы выделяется в новую науку — синергетику . Как уже говорилось во введении, основной целью, которая ставится во второй части нашей книги, являются построение и изучение простейших базовых моделей , обеспечивающих до- [c.158]

ГЛАВА 6. АВТОВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В АКТИВНЫХ СРЕДАХ [c.127]

Автоволновыми процессами называют процессы распространения волн возбуждения в активных средах. [c.127]

Рис. 6.11. Минимальное число ревербераторов, вызывающих незатухающие автоволновые процессы в активных средах

В неоднородной системе (IV.2.4) распределение источников вещества задается уже точечными химическими членами /(с1, С2,..., с ), которые действуют постоянно, а не только в начальный момент времени. Это и означает, что мы имеем дело с активной распределенной системой. В зависимости от вида точечных функций /(с1, С2,..., с ) в активных кинетических средах наблюдаются различные АВП. Однако, лишь в некоторых важных для биологии случаях удается провести качественное исследование при самых общих предположениях. Так, была рассмотрена задача распространения концентрационной волны, которая встречается, например, в экологии при распространении вида. Такое же явление наблюдается в процессах передачи информации в биологических системах путем движения концентрационной волны. Здесь в начальный момент времени есть область го, где с = 1 и она отделена резкой границей, так что при всех г > Го концентрация с = 0. При i = О начинается распространение волны ненулевых концентраций в область г > Го-Здесь взаимодействуют два процесса диффузия (частиц, особей, вида) и точечные процессы /(с) (химические реакции, размножение особей). В каждой точке г куда путем диффузии пришла очередная порция вещества с, начинается размножение за счет действия активного источника вещества /(с). В зависимости от вида /(с) возможны разные режимы распространения волны. В частности, если /(с) равна нулю при с = 0ис=1и положительная в промежуточных точках, то распространение волны концентраций носит автоволновой характер (рис. 1У.З) [c.91]

Книга посвящена анализу эффектов самоорганизации — возникновения, развития и гибели макроскопических структур в неравновесных открытых физико-химических системах. Рассмотрены аналогии между явлениями самоорганизации и фазовыми переходами в равновесных системах. Кратко обсуждены проблема зарождения турбулентности и динамические модели хаоса. Р1з-ложена теория автоволновых процессов в активных средах. Проанализировано влияние флюктуаций внешних полей на кинетику неравновесных химических реакций. Книга содержит также обзор экспериментального материала по явлениям самоорганизации в различных физико-химических системах. [c.2]

Перцов A.M., Панфилов А. В. СпйральнШ волны в активных средах. Ревербератор в модели Фитц-Хью—Нагумо.— В кн. Автоволновые процессы в спстемах с диффузией. Горький ИПФ АН СССР, 1981, с. 77. [c.276]

В настоящее время изучению автоволн посвящено большое число экспериментальных работ, а также разработан математический аппарат, описывающий распространение автоволн в самых разных по своей природе активных средах. Автоволновые процессы являются одним из хар81ктерных проявлений самоорганизации систем. [c.127]

Математическое описание процессов распространения автоволн в активных средах связано с решением систем уравнений вида (6.3). Решение этих систем представляет значительные трудности. Поэтому для описания автоволновых процессов используются модели формальных активных сред, например, модель, предложенная Винером и Розенблютом, называемая т-мо-делью. [c.131]

В вычислительных системах, основанных на использовании молекулярных систем и их ансамблей, находящихся в стационарных, далеких от равновесия состояниях, которые могут существовать только за счет обмена энергией (массой) с окружающей средой, возникают и распространяются автоволны (волны возбуждения в активных средах), сохраняющие свои характеристики постоянными за счет распределенного в среде источника энергии. Автоволновые процессы описываются математическим аппаратом, использующимся для анализа сугубо нелинейных задач, к которому сводится целый ряд практически важных проблем — образование кристаллических структур, кинетика химических и биотехнологических процессов, биологический морфогенез, эволюция биологических популяций и т. д. При исследовании этого класса задач на традиционных ЭВМ приходится прибегать к настолько трудоемким численным методам, что пока нельзя надеяться на возможность решения реальных задач, встречающихся на практике, даже с учетом перспективного роста быстродействия современных цифровых ЭВМ. Физической реализацией био-вычислительного устройства являются квазидвумерные кристаллизованные пленки белков и ферментов, которые в определенных условиях ведут себя как актив- [c.43]