Диссипативное состояние системы

Диссипативное состояние системы [c.40]

С этим связано то обстоятельство, что сами по себе диссипативные колебательные системы, не содержащие источников энергии, имеют только одно стационарное состояние покой. В самом деле, любые начальные условия, любой исходный запас энергии служит исходной причиной, вызывающей начало затухания свободных колебаний, которые через достаточно большой промежуток времени в реальных системах прекратятся или (в случае идеализированных законов диссипации, например, линейное трение) их амплитуды станут меньше любых наперед заданных малых величин. [c.42]

Для диссипативных систем, у которых знак ф у) обязательно совпадает со знаком у, наклоны фазовых траекторий во всех точках фазовой плоскости таковы, что сами траектории проходят внутрь окружности, которую можно провести через данную точку с центром в начале координат. Это справедливо для любой формы функции ф(г/), определяющей характер зависимости потерь от состояния системы, при условии, что система остается диссипативной. Такая окружность являлась бы фазовой траекторией нашей системы для ф( /) = 0, т. е. в отсутствие затухания. Эти соображения подтверждают заключение о том, что в случае диссипативной системы фазовые траектории соответствуют более или менее быстрому уменьшению амплитуды колебаний и имеют вид спиралей или сходных с ними кривых, стягивающихся в начало координат (состояние покоя). [c.57]

Характер влияния различных видов диссипативных сил на динамическое поведение механической системы неодинаков. Роль внутреннего неупругого сопротивления в материале, конструкционного демпфирования, вязкого сопротивления и кулонова трения ограничивается в основном рассеянием энергии при колебаниях. Влияние этих сопротивлений на характер движения системы заметно сказывается при свободных колебаниях, проявляющихся в реальных условиях при переходных режимах работы машинного агрегата. Наличие диссипативных сил приводит к затуханию свободных колебаний, возникающих в результате нарушения равновесных состояний системы при сбросе и набросе нагрузки, при запуске двигателя, при переходе с одного эксплуатационного режима на другой. Особенно важно знание диссипативных сил для оценки максимального уровня резонансных колебаний. Уровень этих колебаний определяется в основном [c.13]

Вибрационные машины в большинстве являются динамическими системами, у которых закон движения зависит не только от конструктивной схемы, но и от состояния системы. На движение рабочего органа влияют позиционные, инерционные и диссипативные силы, возникающие при его движении. Поэтому вибрационная машина реагирует на изменение условий работы, что в случаях повышенной чувствительности (у резонансных машин и остро настроенных ударно-вибрационных машин) может привести к нарушению предписанного режима работы. [c.460]

К факторам, от которых зависят возможность возникновения и уровень автоколебаний, относятся свойства материала и состояние поверхности инструмента, свойства обрабатываемой среды, форма, размеры и окружная скорость инструмента, сила нажатия, наличие и свойства смазочно-охлаждающей жидкости, упругие, инерционные и диссипативные свойства системы оператор—машина—среда . Принятие достаточных мер на стадии расчета и конструирования машины для предотвращения автоколебаний ручной машины возможно лишь при наличии достаточных экспериментальных данных. [c.438]

Таким образом, в результате коллективного взаимодействия микродефектов на различных структурных уровнях пластической деформации в локальных объемах металла возможно образование динамических диссипативных структур микродефектов различных типов. Спонтанная самоорганизация микроструктуры относится к самым ярким и очевидным проявлениям динамических свойств неживой материи. Именно диссипативные структуры, определяя состояние системы в неравновесных условиях, в конечном счете контролируют весь комплекс механических свойств материала с заданной исходной структурой [11,73, 209]. [c.118]

А У +ВУ + СУ = О, (6.6.40) где А, В, С - постоянные матрицы размерности (лхл) соответственно инерционная, диссипативная и упругая У - вектор состояния системы. Уравнение (6.6.40) можно записать в виде системы двух векторных уравнений первого порядка [c.398]

Физические системы при достижении неустойчивого равновесия (переход в диссипативное состояние) для формирования диссипативных структур требуют постоянного притока энергии и вещества в систему и диссипации энергии путем обмена энергией и веществом с окружающей средой.. п [c.44]

В следующих главах будет показано, что такое совершенство самоподобия проявляют физические системы в диссипативном состоянии в результате потери системой симметрии. " [c.50]

Анализ диссипативного состояния различных систем показал, что диссипативное состояние инвариантно к типу системы, т.к. оно характеризуется множеством самоподобных состояний, взаимосвязанных функцией (F) самоподобной связи меры устойчивости симметрии системы (Ai) с кодом обратной связи (т) в виде F = Aj , где А является универсальной мерой устойчивости симметрии системы, равной одному из чисел обобщенной золотой пропорции, m -код обратной связи, обеспечивающей сохранение меры симметрии системы в процессе ее эволюции и изменяющейся по закону геометрической прогрессии. Функции самоподобия множеств, базирующиеся на золотой пропорции, являются высшей мерой самоподобия множеств 24 . [c.87]

Анализ диссипативного состояния различных систем показал, что диссипативное состояние инвариантно к типу системы, т.к. оно характеризуется множеством самоподобных состояний, взаимосвязанных функцией (F) самоподобной связи и меры устойчивости симметрии системы (Aj) с кодом обратной связи (т) в виде F = [c.144]

Пространственная упорядоченность диссипативных систем. Как и в предыдущих случаях, запишем кинетические уравнения состояния системы в фазово.м пространстве X, У, однако теперь пред- [c.82]

Более серьезная теоретическая проблема заключается в том, что при этом смазывается четкое различие между хаотическими и регулярными траекториями. Например, в случае двумерного гамильтонова отображения имеется конечное число состояний системы М = и после п М. итераций система обязательно вернется в одно из предыдущих состояний. В результате все траектории такой системы оказываются периодическими. Это остается справедливым и для диссипативных систем. В каком смысле можно считать движение такой системы случайным [c.308]

Найти уравнение движения вязкой жидкости, отвечающее состоянию системы с минимальным производством энтропии. Показать, что это состояние устойчиво. Другие (кроме вязкости) диссипативные эффекты считать несущественными. [c.112]

Стационарный необратимый процесс. Существуют необратимые процессы, которые вследствие непрерывного внешнего воздействия на систему (или, что то же самое, из-за наложенных на систему граничных условий) не дают ей возможности достичь равновесного состояния. Такой процесс называют стационарным, если характеризующие состояние системы параметры не зависят от времени при этом в системе действуют обобщенные диссипативные силы и, следовательно, имеются соответствующие необратимые потоки, значение которых также неизменно по времени. [c.50]

В системах, далеких от равновесия, потеря устойчивости термодинамической ветви и переход в диссипативную структуру происходят с теми же общими особенностями, как показано выше на простом примере. Такие параметры, как Л, указывают на ограничения, налагаемые на процесс, например скорости потоков или концентрации поддерживаются при значениях, соответствующих неравновесному состоянию, что позволяет удерживать систему вдали равновесия. При достижении определенного значения Л термодинамическая ветвь становится неустойчивой, но в то же время появляются возможные новые решения. В результате флуктуаций система совершает переход из одного состояния в новые. Как и в разд. 18.4, определим состояние системы с помощью параметра Хк (к = 1,2,...,гг), который в общем случае может быть функцией как координат г, так и времени t. Пусть уравнение, определяющее пространственно-временную эволюцию системы, имеет вид [c.407]

Трансформация механической энергии в другие формы приводит к необратимости. Примером системы такого рода является система с трением. Необратимость процесса означает, что уравнения, описывающие макроскопическое поведение системы и ее мгновенное состояние, не инвариантны относительно обращения времени. В общем случае систему эволюционных уравнений диссипативной системы представляют в виде [c.15]

Изменчивость системы в общем случае характеризуется проявлением стохастичности и неопределенности, причем стохастичность сосуществует с детерминистскими законами. Изменчивость связывается с непрерывным образованием новых форм организации и их последующим разрушением путем последовательного перехода от одних состояний к другим. В ходе эволюции системы одни и те же факторы изменчивости обеспечивают и создание новых диссипативных структур, и их разрушение, но процесс растянут во времени. В данном случае имеет место единство случайного и детерминированного, что характерно для всех открытых систем живой и неживой природы. [c.29]

Диссипация энергии есть процесс перехода части энергии упорядоченного процесса в энергию неупорядоченного процесса, а в конечном итоге - в теплоту. Переход диссипативной системы в упорядоченное состояние связан с неустойчивостью предшествующего, неупорядоченного, состояния, когда параметры системы превышают некоторые критические значения. Первоначально устойчивая диссипативная структура в процессе эволюции системы, достигая порога неустойчивости, начинает осциллировать, а возникающие в ней флуктуации приводят к самоорганизации новой, более устойчивой на данном иерархическом уровне диссипативной структуры. [c.61]

Диссипативные структуры, как правило, высокоупорядочены. Они отличаются от равновесных структур тем, что для своего существования они требуют постоянного притока энергии извне. Очевидно, что диссипативные структуры могут формироваться лишь в диссипативных системах, находящихся в критических условиях. Переход диссипативной системы в упорядоченное состояние связан с неустойчивостью предыдущего, неупорадоченно-го. При этом определенный параметр системы превышает критическое значение. С переходом в новое структурное состояние система приобретает новый способ функционирования, обеспечивающий ее устойчивость в новом состоянии. [c.103]

В данном параграфе нас будут интересовать исключительно вынужденные процессы, и поэтому мы не будем рассматривать вопросы, связанные с установлением вынужденных движений, в особенности учитывая, что в консервативных системах они про-текакзт принципиально иначе, чем в реальных диссипативных. Укажем лишь, что в реальных системах всегда можно выбрать такой интервал времени после начала воздействия, по истечении которого в системе будет существовать практически только чисто вынужденное движение, не зависящее от начального состояния системы, тогда как в консервативных системах это принципиально невозможно. [c.98]

Равновесное состояние системы од1рзначно определяется значениями равновесных параметров, и для его характеристики нет необходимости использовать допол. нительные переменные. Соответственно в состоянии раз. новесия все диссипативные силы Л должны быть равны нулю, т. е. [c.158]

Следовательно, условиями обратимости термодинамического процесса являются кпазпстатичность изменений состояния системы, участвующей в процессе, отсутствие трения и других диссипативных факторов. Обратимые процессы являются следствием идеали.зации реальных необратимых процессов. [c.43]

Рассмотрены фундаментальные проблемы, возникающие нрн применении второго лакона термодинамики к аналилу систем на макроскопическом и микроскопическом уровнях. Пока.чано, что неравновесность состояния системы может стать причиной возникновения в ней порядка и что необратимые процессы могут приводить к возникновению нового типа динамических состояний материи, названных диссипативными структурами . Кратко изложена термодинамика диссипативных структур. Дано определение необратимых процессов, в основе которого лежат свойства систем, проявляющиеся на микроскопическом уровне, и разработана теория преобразований, позволяющая ввести неунитарные уравнения движения, в явной форме обнаруживающие необратимость системы и ее приближение к термодинамическому равновесию. Дан краткий об.чор исследований, проведенных в данной области группой исследователей, работающих в Брюссельском университете. По мере развития теоретической химии и физики в данном направлении термодинамические концепции, по-видимому, будут играть в них все более важную роль. [c.123]

СЕПАРАТРИСА (от лат. зерагаЬй) — траектория динамической системы С двумерным фазовым пространством, стремящаяся к седловому состоянию равновесия при времени - оо устойчивая С.) или при г —>— оо (неустойчивая С.). Если С. стремится к седлу при < < , то её (вместе с седлом) называют петлей С. [1,2]. В диссипативных динамич. системах из петли С. может рождаться предельный цикл [2]. В консервативных динамич. [c.487]

Осн. понятия С. диссипативная структура (Пространственно упорядоченное состояние системы, обычно с симыетрвей, более низкой, чем симметрия исходного состояния), волна переключения (бегущий фронт фазового перехода), ведущий центр (локализованный автогенератор бегущих импульсов), вра- [c.523]

Исследования различных авторов показывают, что существует определенный интервал времени задержки от инициирования волны горения до приложения давления компактирования, при котором пористость минимальна. Материал с минимальной пористостью отвечает условиям неравновесности системы, при которых в процессе деформации самоорганизуются диссипативные структуры, обладающие фрактальностью. Поэтому в процессе получения беспористых материалов управляющими параметрами являются давление и температура компактирования, определяющие бифуркационную неустойчивость предыдущего состояния системы по отношению к последующему в результате образования сдвигонеустойчивых фаз. При этом переходе движущей силой процесса является стремление системы к минимизации энтропии при самоорганизации диссипативных структур. Здесь полностью применима S-теорема Климонто-вича о минимуме производства энтропии при самоорганизации структур. Именно самоорганизация обеспечивает оптимизацию структуры и минимальную пористость заготовки. Обеспечение режимов турбулизации в СВС связано с управлением кинетикой реакции горения. [c.228]

На основе принципов неравновесной динамики на локальном и глобальном уровнях и универсальных свойств систем в точках фазовых переходов предложен универсальный алгоритм эволюции диссипативного состояния физических систем, базирующийся на установленной самоподобной связи между мерой устойчивости симметрии системы и двоичным кодом обратной связи при потере системой устойчивости. Рассмотрены примеры соответствия алгоритма для наносистем применительно к атомам, молекулам, нанофазам и наночастицам. [c.2]

В настоящей монографии развита концепция диссипативного состояния физических систем в точках потери устойчивости симметрии системы, позволивщая разработать универсальный алгоритм эволюции диссипативного состояния физических и биологических систем. При разработке алгоритма были учтены свойства наномира, объекты которого обладают классическими, квантовыми и принципиально новыми свойствами (Б.Б. Кадомцев, В.Я. Шевченко). Рассмотрение наномира как мира множества иерархий коллапсов волновых функций, мира рождающихся и умирающих когерентностей, где постоянно существует вероятность выбора (бифуркаций), позволяет описать эволюцию сложных систем нано и макромира единым алгоритмом. [c.7]

Это означает, что состояние природного гомеостаза в биологиче- KJ1X системах и диссипативное состояние в физических системах подобно. В последнем случае это состояние можно охарактеризовать как сильно-возбужденное состояние. В физике гомеостаз означает стремление системы вернуться в прежнее состояние, а это стремление контролируется положительными обратными связями. В работе [80] убедительно показана возможность использования детерминантных представлений в биологических объектах для описания эволюции физических систем на примере деформируемого твердого тела с выделением характерных стадий деформации. Авторы статьи пришли к заключению, что биологически е системы, хотя и являются более сложными чем физические, но они с точки зрения гомеостаза подобны. Поэтому предложено системный подход, реализованный при описании сложных иерархических объектов в биологии, использовать в физической мезомеханике. [c.45]

Традиционный подход к синтезу структур и материалов, принятый в материаловедении, связан с учетом закономерностей физико-химических процессов, установленных для макромира применительно к квази-закрытым системам. Однако синтез структур отвечает сугубо неравновесным процессам, развивающимися при наличии высоких градиентов температур, напряжений или химического состава. В этих условиях система становится открытой, что требует использования принципов термодинамики неравновесных процессов и нелинейной динамики (синергетики) структурообразования. Для таких систем характерны процессы самоорганизации диссипативных структур [5,6], позволяющие сохранять целостность системы путем самоорганизации более устойчивой структуры, взамен старой,+ потерявшей устойчивость. Реализуемый процесс самовыбора устойчивой структуры при достижении неустойчивого состояния системы, является универсальным и относится к классу самоуправляемого синтеза структур. В этом случае роль внешнего фактора сводится лишь к поддержанию энергии в системе на определенном уровне, отвечающем критическому значению управляющего параметра, при достижении которого возможен процесс самоуправления. [c.61]

Таким образом, спектр стабильных макромолекул белков, обладающий самоподобием, представляет собой как и фул-лерены, мультифрактальное множество, содержащее подмножества, фрактальные размерности которых связаны между собой степенной зависимостью (функцией самоподобия F). Это позволяет сформировать базу на основе алгоритма самоуправляемого синтеза новый подход к физическому моделированию структуры биомолекул с учетом установленных закономерностей самоорганизации структур фуллеренов [35]. При моделировании важным является учет рассмотренного в главах 1-2 инвариантность диссипативного состояния различных систем, т.к. оно характеризуется множеством самоподобных состояний, взаимосвязанных функцией (F) самоподобной связи и меры устойчивости симметрии системы (А ) с кодом обратной связи (ш) в виде F = [c.121]

Если интересуюш ая нас система находится в неравновесном состоянии, то с течением времени она будет переходить в равновесное состояние. Любые процессы установления равновесия, в частности, и процесс приближения к стационарному состоянию системы во внешнем поле, мы будем называть процессами релаксации. Релаксация происходит в результате взаимодействия рассматриваемой системы с диссипативными системами (или подсистемами), которые обладают бесконечным (в пределе) числом степеней свободы и непрерывным спектром. [c.61]

Возникновение диссипативных структур или высокоупорядоченных образований (рисунок 1.21), обладающих определенной формой и характерными пространственно-временными "размерами", связано со спонтанным нарушением симметрии и возникновением структур с более низкой степенью симметрии по сравнению с пространственно однородным состоянием. Это возможно только в условиях, когда система активно обменивается энергией и веществом с окружающей средой. Именно спонтанное нарушение симметрии приводит к образованию вихрей Тейлора, ячеек Бенара, эффекту полосатой или лятнисюй окраски животных, доменной структуре в твердых телах, спиргшевидиой структуре сколов кристаллов, периодическим химическим реакциям и т.н. [c.63]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...