Вихри в диссипативных системах

Вихри в диссипативных системах [c.138]

Известно, что при критических условиях деформации вследствие ротационной неустойчивости происходит переход к турбулентному" течению металла [184]. Для потоков жидкости и газа ротационная неустойчивость проявляется при критических градиентах скоростей поперек линий тока. В работе [185] предложена модель турбулентного течения кристаллов, деформирующихся с участием собственных вращений частиц. Вращательное движение частиц предположительно вызывается силами вязкого трения, подобно тому как это происходит в жидкости. Образующаяся вихревая структура течения, представленная в виде системы вихрей одного масштаба, рассматривается как диссипативная структура. Теоретически показано, что турбулентное течение кристаллов возникает при скоростях пластического сдвига выше критических при переходе от ламинарного течения кристалла к турбулентному происходит существенное снижение величины диссипируемой энергии турбулентность способствует локализации пластической деформации [185]. [c.106]

Еще один класс систем динамики твердого тела связан с движением в сопротивляющихся средах. Возникающие здесь динамические системы уже не являются консервативными, а фазовый поток не обладает инвариантной мерой и имеет сжимающие свойства. Эти задачи изучены существенно меньше, чем описанные в книге, тем не менее очевидно, что при любом движении тела имеется трение, приводящее к диссипации энергии и при отсутствии внешнего воздействия — к состоянию покоя. Имеется несколько феноменологических моделей движения тела в диссипативной среде сухое и линейное (по скорости) вязкое трение, квадратичное (по скорости, турбулентное) сопротивление и пр. Мы здесь рассмотрим простейшие модели вращения твердого тела (либо гиростата) вокруг неподвижной точки при отсутствии внешних сил, но помещенного в вязкую среду. Такая постановка является приемлемой при малых угловых скоростях движения и при простой геометрии тела (не приводящих к образованию вихрей), помещенного в сплошную среду. При указанных условиях динамика тела описывается [c.255]

Одним из типичных примеров самоорганизации диссипативных структур является переход ламинарного течения жидкости в турбулентное. До недавнего времени он отождествлялся с переходом к хаосу. В действительности же обнаружено, что в точке перехода путем самоорганизации диссипативных структур происходит упорядочение, при котором часть энергии системы переходит в макроскопически организованное вихревое движение, схематически представленное на рис. 3. Таким образом, гидродинамическая неустойчивость при переходе ламинарного течения в турбулентное связана с образованием динамических диссипативных структур в виде вихрей. [c.23]

Для благоприятного развития процессов на микроуровне необходимо найти критические условия, при достижении которых и происходит смена типа диссипативной структуры. Если для стационарных равновесных состояний можно использовать условие максимума энтропии, то для квазистационарной неравновесной ситуации такой универсальный экстремальный принцип отсутствует. В случае развитой турбулентности обычно рассматривают систему с очень большим числом степеней свободы N, коррелирующим с числом Рейнольдса Re N - Re . При развитой турбулентности фактически речь идет о числе вихрей. Формально в качестве степеней свободы можно взять, например, моды фурье-разложения для поля скоростей. Динамика системы подчиняется уравнениям Навье-Стокса. [c.325]

Неожиданным является возникновение бесконечной системы внхрей, обязанных своим происхождением лишь действию вязкости, которая в данном примере выступает в качестве организуюш,е-го фактора, хотя, конечно, она играет и свою традиционную диссипативную роль. Это выражается в быстром уменьшении интенсивности вихрей нри приближении к вершине угла. Достойно удивления также исчезновение этих вихрей при а >73°. Обычно организуюш,ая роль вязкости проявляется в потоковых системах в виде образования диссипативных структур [126]. Однако, как правило, эти эффекты характерны для средней или даже малой вязкости. Пример Моффата парадоксален нетривиальным проявлением именно большой вязкости. [c.22]

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]

Автоколебательный режим выразился в строго периодическом переза-мыкании пар вихрей, расположенных на диагонали. Такой вид неустойчивости создавали искусственно путем пропускания через тонкий слой электролита в кювете постоянного электрического тока, создаваемого путем магнитной системы специальной конфигурации. Примеров искусственно создаваемых и протекающих в естественных условиях неустойчивостей и самоорганизации диссипативных с фуктур можно привести большое множество. [c.68]

Однако отождествление плавления и разрушения не имеет физического обоснования, поскольку переход металла в жидкое состояние не означает его разрушения, так как силы межатомного взаимодействия по причине своей центральности при этом не разрушаются. Разругав ие, а для жидкости - кавитаг ия — это образование в системе новой свободной поверхности (за искчючением внешней) происходящее лишь после перехода метай ю через ряд последовательных структурных состояний. Известно, что кавитация жидкости возникает при больших значениях числа Рейнольдса после появления турбулентных вихрей, которые, как известно, представляют собой диссипативные структуры жидкости. [c.76]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...