Автоволновые процессы

В этой области значений волнового числа возможны периодические в пространстве и не зависящие от времени решения, соответствующие появлению диссипативных структур. Для возникновения диссипативных структур необходимо, чтобы коэффициенты и Dy были существенно различны, а параметры и S не слишком далеки от своих бифуркационных значений. Если скорости диффузии очень велики, то неустойчивость возникает при больших Х = (1/А)[О ОуУ/ , так что практически система остается однородной. Если в точечной системе брюсселятора возмущения нарастают колебательно и рост амплитуды этих колебаний ограничивается предельным циклом, то распределенная система имеет неустойчивость колебательного типа. В этом случае рост возмущений в распределенной системе (IV.2.17) может также привести к устойчивому во времени и неоднородному по пространству распределению концентраций веществ хну. Как и в случае неустойчивости седлового типа, рост возмущений ограничивают диссипативные процессы в системе, которые описываются нелинейными членами в уравнениях химических реакций (отсюда название — диссипативные структуры). Кроме того, в такой системе могут возникнуть автоволновые процессы типа стоячей и бегущей волны. [c.98]

С точки зрения проблемы самоорганизации, т. е. образования диссипативных структур и автоволновых процессов, важным является вопрос об устойчивости зе и существования кроме х периодических по пространству стационарных решений задачи (7.7)— [c.307]

В зависимости от характера корней характеристического уравнения в распределенной системе также могут возникнуть стационарное, но пространственно неоднородное распределение концентрации — так называемая бифуркация Тьюринга, или предельный цикл, зависящий от распределения реагентов по координате и порождающий автоволновые процессы [4, 8—П]. [c.38]

Мы рассмотрели точечную, сосредоточенную систему. Если система распределенная, т. е. наряду с химическими реакциями имеется диффузия (см. 15.4), то в ней могут возникать волновые процессы, пространственные и временные характеристики которых не зависят от начальных условий,— автоволновые процессы. [c.519]

В возбудимых средах реализуются автоволновые процессы, подобные описанным в 16.2. Источники волн могут возникать [c.529]

Возможны различные типы упорядоченного поведения сильно-неравновесных открытых систем. Прежде всего в таких системах могут наблюдаться стационарные структуры, которые И. Пригожин предложил называть диссипативными. В отличие от равновесных структур (типичный пример — кристалл) диссипативные структуры образуются и сохраняются благодаря обмену энергией и веществом с внешней средой в неравновесных условиях. Иным типом регулярного поведения являются периодические автоколебания или их аналоги для распределенных систем — автоволновые процессы. [c.7]

В биологических системах роль распределенного источника энергии, поддерживающего распространение волн, выполняют определенные биохимические вещества (волны возбуждения в нервных тканях, сердечной мышце). Оказалось, что целый ряд фундаментальных динамических свойств биологических систем присущ им в силу того, что они относятся к активным распределенным системам. Динамические явления в активных распределенных системах принято называть автоволновыми процессами (АВП), включающими целый класс пространственных эффектов [c.84]

Для того чтобы представить, хотя бы в общих чертах, объем этого экспериментального материала, приводим сводку (табл. 1) наблюденных автоволновых процессов (АВП), которую заимствуем из [19]. Более подробное рассмотрение экспериментов по образованию пространственных, временных и пространственно-временных структур в физико-химических и химических системах проведено настоящей книги. [c.9]

Таблица IV. 1. Экспериментально наблюдаемые автоволновые процессы

В последующих разделах этой главы мы рассмотрим более подробно основные типы автоволновых процессов в возбудимых распределенных средах, описываемых моделями, перечисленными в разд. 1. [c.159]

В отличие от волн переключения бегущий импульс не изменяет состояния среды — после его прохождения она возвращается к исходному состоянию. Автоволновые процессы этого типа невозможны, если математическая модель, описывающая среду, представляет собой нелинейное диффузионное уравнение вида (5.1.1). Это можно показать с помощью довольно простых рассуждений. Импульс, бегущий по [c.165]

Автоволновые процессы в системах с диффузией. Горький Ин-т прикл. физики АН СССР, 1981. 286 с. [c.267]

Гренадер А. К. Автоволновые процессы и источники сердечных аритмий.— В кн. Автоволновые процессы в системах с диффузией. Горький ИПФ АН СССР, 1981, с. 220. [c.274]

Автоволновые процессы в системах с диффузией Сб. научи, тр.— Горький Ин-т прикладной физики АН СССР, 1981.—284 с. [c.471]

Общая характеристика автоволновых процессов [c.83]

В табл. IV. 1 приведена сводка известных автоволновых процессов, наблюдаемых в биологических и химических системах. [c.85]

Если в начальном возмущении 5(0, г) таких гармоник нет, то оно со временем будет исчезать. Незатухающие гармоники могут, развиваясь, уводить систему от исходно однородного стационарного распределения вещества и переводить ее в другой режим, который включает возникновение автоволновых процессов или пространственно неоднородных диссипативных структур. [c.93]

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]

Изучение принципов самоорганизации (синергетические механизмы на простейших моделях) имеет принципиальное научное и прикладное значение. Развитие теории автоволновых процессов необходимо для понимания таких кардинальных явлений в живом организме, как процессы дифференцировки тканей и морфогенеза, а также нервная проводимость сердца. [c.100]

Это точечная система. Если система распределенная, т. е. наряду с химическими реакциями имеется диффузия, то в ней могут возникать автоволновые процессы. [c.102]

Вторая часть монографии посвящена, в основном, теории автоволновых процессов, диссипативным структурам и проблеме информации в биологии. Все эти проблемы объединены идеей самоорганизации в биологических системах, т. е. образования волн, пространственных структур или информации. Излагая эти вопросы, мы попытались упорядочить имеющийся в литературе материал, дать классификацию процессов, извлечь, по возможности, общие качественные выводы и применить их к решению биологических проблем. Так как эта область биофизики, носящая название синергетики, в последние годы получила очень широкое развитие, изложение проблемы в новой книге претерпело серьезные изменения по сравнению с [П47]. Это касается, прежде всего, теории развития диссипативных структур (гл. 11), которая дополнилась как новыми исследованиями авторов, так и об- [c.5]

Изучение СВС обнаружило ряд новых явлений-неединственность режимов распространения волны р-цин и гистерезисный переход между ними, самопроизвольная гомогенизация гетерог. среды, связанная с капиллярным растеканием легкоплавкого компонента в предпламенной зоне, спиновые волны как проявление тепловой неустойчивости автоволновых процессов, анизотропный эффект, позволяющий получать поликристаллич. продукты с анизотропией св-в, и др. Получили развитие такие новые направления в теории и практике горения, как безгазовое горение (горе ние порошкообразных смесей без выдбления газообразных продуктов) и фильтрац. горение. Важньк достоинства СВС-использование хим. энергии и отсутствие внеш. источников тепла. [c.292]

В предыдущей главе мы ознакомились с автоколебательными и автоволновыми процессами, характерными для открытых систем, находящихся вдали от равновесия. Единственный экспериментальный факт, который мы пока привлекли, состоял в периодическом изменении популяций зайцев и рысей, соответствовавшем модели Вольтерра (с. 498). Однако таких биологических фактов множество. На всех уровнях органйз ции, от макромолекулярного до популяционного, в биологических системах происходят незатухающие колебания характеристических физических параметров — ферментативной активности, концентрации метаболитов, параметров, определяющих физиологическое поведение, численности популяций и т. д. [c.514]

Четвертый, не менее существенный аргумент состоит в том, что сколько-нибудь сложная машина может работать непрерывно лишь путем периодического преобразования энергии в работу. Периодичность свойственна любым движущимся устройствам — одним из величайших изобретений Homo sapiens было колесо (см., впрочем, с. 413). Очевидно, что сложная живая система, обладающая автономным существованием, эволюционно достигает уровня периодически работающей машины — мы имеем в виду системы дыхания и кровообращения. Движения животного — бег гепарда, прыжки кенгуру, полет птицы, плавание рыбы, скольжение змеи, движение ресничек инфузории — представляют собой периодические, зачастую автоволновые процессы превращения химической энергии в механическую работу (гл. 12). Теоретическое и экспериментальное исследование химических и биологических периодических явлений имеет поэтому весьма важное вначение для биофизики, биохимии, физиологии, для биологии в целом. [c.515]

Жаботинский и Заикин наблюдали и изучали автоволновые процессы в описанной химической системе. Для того чтобы система была распределенной, необходимо отсутствие конвекции при наличии диффузии. Это осуществляется в тонких трубках (одномерная система) или в тонких слоях (двумерная система). Б качестве катализатора применялся не Се " , а ферроиновый комплекс железа. Возбуждение системы производится прикосновением к поверхности раствора иглой, смоченной раствором AgNOJ (Ag связывает Вг") или нагретой проволокой. Возникают волны, бегущие со скоростью около 0,01 см/с. Экспериментально были обнаружены точечные источники автогенерации — [c.519]

В более поздней работе тех же авторов добиологическая и биологическая эволюция посредством саморепродукции и мутаций рассматривается как автоволновой процесс в пространстве фенотипов . Автоволпа движется вследствие усиления посредством точной репродукции и распространения посредством репродукции ошибок, т. е. мутаций. Движение автоволны имеет скачкообразный характер. Теория процесса должна быть стохастической. [c.552]

Вольперт А. И., Иванова А. Н. О диффузионной неустойчивости и диссипативных структурах в химической кинетике Ц Автоволновые процессы в системах с диффузией.— Горький, 1981.— С. 33—45. [c.96]

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]

Помимо перечисленных нами релаксационных моделей, в которых содержится малый параметр е, обеспечиваюп1,ий деление на быстрые и медленные движения, при рассмотрении автоволновых процессов применяют также так называемые К — со-модели, описываюп1,ие возбудимую среду, в каждой точке которой расположено по осциллятору Ван-дер-Поля с диффузионной связью между отдельными осцилляторами. В дальнейшем мы ограничимся в основном анализом явлений в релаксационных средах обсуждение свойств К — со-мо-делей можно найти в работах [25—30]. [c.149]

Во-вторых, изучение общих закономерностей самоорганизации имеет принципиальное значение, поскоьку оно открывает заманчивые перспективы создания искусственных самоорганизующихся систем высокого уровня сложности, а также управления процессами эволюции в уже существующих в природе системах. Подчеркнем, что именно автоволновые процессы лежат в основе большинства процессов управления и передачи информации в биологических системах. Исследования в области самоорганизации открывают перспективы [c.265]

Жаботинский и Заикин наблюдали и изучали автоволновые процессы в описанной распределенной химической системе при отсутствии конвекции, но при наличии диффузии. Это осуществляется в тонких трубках (одномерная система) или в тонких слоях (двумерная система). В качестве катализатора применялся не Се " ", а ферроиновый комплекс железа. Возбуждение системы приводится прикосновением к поверхности раствора иглой, смоченной раствором AgNOз (Ag связывает Вг ) или нагретой проволокой. Возникают волны, бегущие со скоростью около 0,01 см/с. Экспериментально были обнаружены точечные источники автогенерации — ведущие центры (ВЦ), возникающие в однородной среде в результате локальных флуктуаций концентраций, т. е. особых начальных условий. Концентрационные волны распространяются из ВЦ с постоянной скоростью. На рис. 1У.9 показаны ВЦ, сфотографированные в указанной системе через каждые 30 с. [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология