Основные диссипативные процессы

Основные диссипативные процессы [c.368]

Основные диссипативные процессы 369 [c.369]

Основные диссипативные процессы 371 [c.371]

В процессе распространения взрыва можно выделить две стадии, которые условно назовем ранней и поздней. В ранней стадии сохраняется качественное сходство решения с автомодельным. Основная масса газа находится в окрестности фронта ударной волны, в прифронтовой зоне наблюдаются значительные градиенты в распределениях плотности и давления по пространственной координате. В окрестности точки энерговыделения в рамках принятой модели точечного взрыва, не учитывающей диссипативных процессов, суш,ествует зона с очень большой температурой. Поэтому здесь имеет место высокая скорость [c.69]

При количественном анализе диссипации энергии в общем случае необратимых процессов требуется совместное решение уравнений термомеханики сплошной среды при заданных начальных и граничных условиях. Такая система уравнений обсуждается, например, в [72, 87]. Получение замкнутых решений связанных задач термомеханики даже в наиболее простых случаях (например, для одномерных процессов) связано со значительными трудностями. Численный анализ термомеханических процессов осуществляют обычно на основе пространственно-временной дискретизации основных уравнений. При этом дискретизацию по пространственным координатам проводят с помощью конечных элементов, а по времени - с помощью конечных разностей. Основы конечно-элементного подхода к расчету термомеханического поведения твердых деформируемых тел изложены, например, в [72], Подробный анализ диссипативных процессов применительно к пластическому деформированию твердых тел дан в [87, т.П]. [c.195]

Изучение особенностей релаксационных явлений в многоатомных газах и газовых смесях с учетом диссипативных процессов (вязкости, теплопроводности и т. д.) представляет большой интерес, особенно в связи с быстрым развитием газовых и газодинамических лазеров (ГДЛ). При теоретическом изучении газовых сред с инверсией населенностей квантовых уровней основными являются следующие проблемы построение и решение различных моделей уравнений релаксационной гидродинамики вычисление для этих уравнений коэффициентов переноса исследование кинетики и определение эффективных сечений соударений различных атомных и молекулярных компонентов. [c.105]

Искажение плоской волны в случае малых чисел Рейнольдса рассмотрено в [28] для сред с малой дисперсией скорости. Решение уравнений гидродинамики приводит в этом случае во втором приближении к уравнению биений в пространстве. Этот результат вполне естествен, так как в результате дисперсии скорости фа.ча второй гармоники изменяется в пространстве относительно фазы первой гармоники. Этот сдвиг фазы, меняющийся в пространстве (отсутствие синхронизма), сначала, если бы не было релаксационного поглощения, приводил бы к замедлению роста амплитуды гармоники, затем к прекращению его и, наконец, к падению амплитуды второй гармоники. Однако одновременно с дисперсией скорости на величину второй гармоники будут оказывать влияние диссипативные процессы, связанные с теплопроводностью и вязкостью (как сдвиговой, так и объемной). Как показано в [28], даже учет одной только объемной вязкости приводит к тому, что характер изменения амплитуды второй гармоники из-за малой дисперсии в основном определяется поглощением звука. [c.132]

Исследование механизма внешнего трения показывает, что оно принципиально отлично от внутреннего трения. Единственным сходством между ними будет то, что оба вида трения являются диссипативными процессами. В чем же их основное различие [c.12]

В последние годы существенно развилась и сформировалась статистическая теория неравновесных процессов, основы которой были заложены еще Больцманом более ста лет назад (см., например, [5—9]). При этом удается дать единое изложение статистических методов описания неравновесных диссипативных процессов на всех возможных уровнях кинетическом, гидродинамическом, диффузионном, химической кинетики, термодинамическом. Во всех случаях (при переходе от полного динамического онисания на основе обратимых уравнений классической или квантовой механики к неполному статистическому описанию) устанавливаются соответствующие диссипативные уравнения для макроскопических, коллективных переменных. На основе этих уравнений в открытых системах описываются и различные неравновесные фазовые переходы, приводящие к образованию диссипативных структур на разных стадиях процессов самоорганизации. Тем самым современная статистическая теория неравновесных процессов является и фундаментом и одновременно основным рабочим инструментом синергетики. [c.7]

Основные особенности колебательных процессов в диссипативных системах и методы их рассмотрения [c.41]

Как и исследование линейных систем, изучение вынужденных колебаний в идеализированных консервативных системах дает нам очень много ценных сведений о протекании самого явления в реальных диссипативных системах. Для нелинейных систем это, вероятно, еще более справедливо, так как для большого класса явлений в таких системах основным фактором, определяющим характер вынужденных процессов, служат именно нелинейные свойства элементов, а не наличие затухания, как было в линейных системах. [c.98]

Указанные уравнения составляют основные феноменологические соотношения термодинамики необратимых процессов. Они справедливы для неравновесных состояний, незначительно отличающихся от состояний равновесия. В термодинамике необратимых процессов используются линейные соотношения между диссипативными потоками и обобщенными диссипативными силами одной тензорной размерности изменение энтропии системы во времени аддитивно по отношению к каждой из обобщенных сил и равно сумме произведений обобщенных диссипативных сил на соответствующие обобщенные потоки. [c.168]

Согласно общим основным соотношениям термодинамики необратимых процессов производство энтропии определяется произведением диссипативного потока на обобщенную термодинамическую силу, связанную с этим потоком. Соответственно обобщенная термодинамическая сила, обусловливающая диссипативный поток импульса П, /, [c.179]

Для реальной параметрической системы (при наличии диссипативных сил) всегда можно так подобрать коэффициент возбуждения, что система для любого соотношения собственной и вынужденной частот будет динамически устойчивой. Для этого необходимо, чтобы коэффициент возбуждения был меньше величины Xj (рис. 50). Так как предполагаем, что параметрическая нагрузка представляет собой случайный процесс с постоянным спектром, то для системы вся зона выше прямой АВ является неустойчивой. Поэтому при изменении параметрической нагрузки по случайному закону будем определять величину предельного значения коэффициента затухания или, что то же самое, предельное значение коэффициента возбуждения, при котором в системе возникает основной параметрический резонанс. Параметрические резонансы более высокого порядка не рассматриваются. [c.200]

Рассмотрение разрушения металлов как процесса, связанного с неравновесными фазовыми переходами [11], позволяет ввести обобщенные критерии разрушения, отражающие коллективные эффекты при пластической деформации и разрушении твердых тел, и самоорганизацию диссипативных структур. Из анализа разрушения с позиций синергетики следует, что сопротивление разрушению твердых тел определяется диссипативными свойствами. Показателем диссипативных свойств материала при самоподобном разрушении является фрактальная размерность, учитывающая вклад в диссипацию энергии двух основных механизмов пластической деформации и образования несплошностей. В этой связи критерии фрактальной механики разрушения являются комплексами — двух- или трехпараметрическими. В линейной и нелинейной механике разрушения, как известно, уже давно используются двухпараметрические критерии. Отличие двухпараметрических критериев фрактальной механики разрушения от критериев линейной механики заключается в том, что они определяют условия перехода разрушения на стадию самоподобного разрушения, контролируемого критической плотностью внутренней энергии и ее эволюцией в процессе роста трещины. Так как самоподобное [c.169]

В монографии сформулированы основные принципы, определяющие возможные пути развития этого направления, названного фрактальным материаловедением. В его задачу входит разработка принципов управления структурой материалов в неравновесных условиях с целью получения материалов с заданными свойствами. В монографии показано, что путем легирования и создания неравновесных условий протекания физико-химических процессов можно управлять степенью неравновесности сплава и вводить дефекты на атомном уровне, обеспечивающие материалу необходимые диссипативные свойства. Развитие фрактального материаловедения открывает новые возможности в моделировании физико-химических процессов для неравновесных технологических режимов, необходимом для оптимизации фрактальных структур получаемых материалов с целью придания им необходимых для заданных условий службы свойств. [c.362]

В основном рабочем режиме — режиме стабилизации — комбинированная система работает следующим образом. Так как под действием различных факторов, тормозящих вращение космического аппарата, его угловая скорость будет уменьшаться, то необходима компенсация диссипативных моментов за счет уменьшения момента инерции (закрытия) маховика . Для этого достаточно, используя команды центробежного регулятора, уменьшать длину штанг с помощью намотки гибких тросов на барабаны. Процесс уменьшения длины штанг может быть непрерывным при линейном законе управления или дискретным — при нелинейном. [c.166]

Методы решения диффузионных задач многообразны в зависимости от конкретных условий исследовательской практики. Они подробно изложены в работе [18] и относятся в основном объемным изменениям в структуре металлов и сплавов. Исследования диффузионных процессов при трении связаны со значительными экспериментальными и теоретическими трудностями. Последние обусловлены тем обстоятельством, что структура металлических систем формируется в результате сложной совокупности процессов, происходящих при трении и вызванных высоким уровнем напряжений, влиянием окружающей среды (см. гл. 4), значительными объемными и поверхностными температурами и температурными градиентами. Многочисленные экспериментальные данные показывают, что процессы структурных изменений при трении локализуются в тонких поверхностных слоях, и активная зона может быть отнесена к тонкопленочным объектам. Масштабный эффект сопровождается многообразием отклонений физических и физико-химических свойств системы от монолитного состояния для сплавов наиболее характерной особенностью является значительное изменение пределов растворимости. Кроме того, структура поверхностей трения является диссипативной, т. е. образующейся и поддерживаемой в нелинейной системе с большим числом степеней свободы с помощью внешнего источника энергии [71, 109]. Вторичная структура (диссипативная структура, формирующаяся при трении) — результат неустойчивости, образуется вследствие флуктуаций мерой скорости ее образования является производство избыточной энтропии. Структура поверхности трения — это новое состояние вещества вдали от равновесия и неустойчивости, порожденное потоком свободной энергии и приводящее к новым типам организации материи за [c.139]

Мы рассмотрим этот вопрос несколько позднее. В заключение, однако, следует отметить, что процесс перемешивания диссипативного и основного внешнего потоков относится к важным явлениям для течений в вырезах и около уступов при дозвуковых и, как это будет видно из дальнейшего, сверхзвуковых скоростях и что трение в области смешения достигает достаточной величины, чтобы уравновесить сопротивление давления. [c.20]

Рассмотрим основные свойства диссипативной пространственной структуры на примере деформируемого кристалла. Предположим, что деформации подвергается химически чистый кристалл, содержащий лишь атомы одного сорта. Обозначим через А общее количество атомов в узлах решетки, а через В — количество атомов, смещенных из узлов вследствие наличия в исходном состоянии и непрерывно возникающих в процессе деформации дефектов решетки. Рассматривая времена i > Тц, где То — период тепловых колебаний атомов, будем пренебрегать наличием фононного спектра. Положим полное отсутствие упорядоченности в пространственном распределении атомов В при е < е . [c.84]

Итак, сопротивление разрушению твердых тел определяется диссипативными процессами, в течение которых в материале происходит формирование зон поверхностных переходных слоев - зоны скопления дислокаций и аморфной зоны с фрактально пористой структурой. Показателем диссипативных свойств материала при самоподобном разрушении является фрактальная размерность, учитывающ.ая вклад в диссипацию энергии двух основных механизмов пластической деформации (образование зоны скопления дислокаций) и образования иесппошностей (образованиие аморфной зоны и переходного слоя вблизи вершины трещины). [c.131]

На основании своих наблюдений авторы заключили, что имеется два различных механизма течения, действующих одновременно обычное вязкое течение и сверхтекучее точение без трения. Наличие критической скорости у сверхтекучего течения объяснялось влиянием стенок капилляра это казалось довольно естественным, поскольку было обнаружено, что расход прямо пропорционален радиусу капилляра. На фиг. 46 приводится зависимость скорости потока от разности давлений можно видеть постепенный переход от потенциального течения (в самых тонких капиллярах) к более сложному течению, характеризующемуся появлением диссипативных процессов. В капиллярах с диаметром порядка 10 см и более основную роль начинает играть вязкое течение, п все характерные признаки сверхтекучего течения исчезают. Поэтому стало общепринятым рассматривать раздельно 1гзмерсния в широких и тонких капиллярах. Здесь мы так и поступим, поскольку это позволит разобраться в довольно сложном характере результатов. Обсуждение этой проблемы усложняется еще и тем, что течение в Не II может вызываться как гидростатическим, так и термомеханическим давлением. Поскольку в каждом из этих случаев размер капилляров, оказывается имеет большое значение, мы рассмотрим отдельно оба типа течения. [c.827]

Результаты проведенного эксперимента в основном подтверждают отмеченные особенности обтекания зондов потоком влажного пара. Действительно, если предполол<ить, что резкое возрастание 1Дро при Уо>0 объясняется специфическими условиями обтекания носика и диссипативными процессами в приемной камере зонда, то конструктивно разные зонды должны иметь различные характеристики. Представленные на рис. 2.26, б результаты тарировки разных зондов отчетливо показывают, что интенсивность скачка Дро при а 2т =0,975 и возрастание Дро при а-2т>0,97 существенно зависят от формы приемника и конструктивной схемы зонда. Максимальные значения Дро отвечают зонду III, который характеризуется яаибольшим отношением внешнего диаметра к внутреннему (iij/rfo=10/ 3). Промежуточное положение занимает характеристика зонда I (rfi/do=4/3), а минимальную погрешность дает зонд II, выполненный с внешним обтекателем со сквозным протоком. Следует подчеркнуть, что все три зонда имеют одинаковые размеры приемников полного давления и сливных отверстий, расположенных в кормовой части зондов ( о/ з= 3/0,3). Зонд IV выполнен со значительно большим отношением диаметров входного и сливного отверстий (г о№= 12/0,7). Большой диаметр приемного отверстия способствует уменьшению эжекционного эф- фекта и уменьшает влияние теплообмена. Однако при этом возрастает погрешность, обусловленная тормон<ением капель в приемнике зонда. Для проверки влияния теплообмена зонд I был покрыт с внешней стороны нетеплопроводным лаком и в одной i из модификаций изготовлялся из стекла. При значительной конечной влажности характеристики зонда 1-С улучшились. [c.59]

Трение является диссипативным процессом, в котором основная часть работы внешних сил затрачивается на поглош,ение энергии материалом поверхностных слоев и образование теплоты. Процесс диссипации реализуется упругопластической деформацией поверхностных слоев металлов. При этом напряженно-деформированное состояние поверхностных слоев при трении имеет свои особенности. Так, в отличие от объемного напряженно-деформированного состояния, при трении максимальные напряжения возникают в микрообъемах поверхностного слоя. В связи с дискретностью контакта это происходит неодновременно и зависит от степени дискретности и условий трения, например, скорости скольжения. Так как в каждом микрообъеме при трении происходит циклическое изменение знака напряжений, то создаются условия для проявления эффекта Баушиигера. Одновременность деформации и диффузии элементов среды накладывает особенности на механизм пластической деформации, который определяется также важным следствием активации поверхностных слоев — увеличением дефектности структуры металлов и сплавов. В целом в механизме разрушения поверхностных слоев при трении первична упругопластическая деформация. Однако особенности и специфичность механизма пластической деформации до сих пор не позволили разработать физические основы и раскрыть закономерности поверхностного разрушения при трении. [c.5]

Использование сдвигонеустойчпвого сплава в качестве матрицы позволяет получить композиционный материал с высокими прочностными свойствами. Механизм деформации путем структурных превращений позволит эффективно релаксиро вать напряжения, возникающие в матрице при нагружении композита, и использовать твердую составляющую так, что она будет нести основную нагрузку, не оказывая неблагоприятного влияния на вязкость матрицы. Поскольку структурно-нс однородные материалы в виде жестких систем, диссипативные процессы в которых протекают на высоком структурном уровне, хруш п и не удовлетворяют современным требованиям, принцип конструирования высокопрочных композитов с внутренними демпфирующими структурными элементами является весьма перспективным. [c.192]

Как видим, это отношение представляет собой число Рейнольдса для акустического случая (так называемое акустическое число Рейнольдса). Когда Reз >l, т. е. становятся существенными акустические нелинейные процессы, а при Яеак<1 основными являются диссипативные процессы об этом подробно говорится в гл. 3. [c.22]

В настоящей г лаве даются понятия о термодинамической, статистической и информационной энтропии, рассматриваются типы термодинамических систем, а также основные принципы макродинамики и синергетики, контролирующие самоорганизацию диссипативных структур в квазизакрытых и открытых системах. Приводятся примеры самоорганизации таких структур применительно к процессам, протекающим вдали от термодинамического равновесия в различных системах. [c.6]

Синергетика - дочерняя ветвь кибернетики. С. - это наука, которая занимается изучением процессов самоорганизации, распада и устойчивости структур различной природы, возникающих в диссипативных системах. Понятие С. ввел Г. Хакен, вложив в него смысл греческого слова "синергос", что означает сотрудничество, содействие. С. изучает, в основном, коллективные эффекты, проявляющиеся в системах в критических условиях. [c.154]

Последнее условие (IX.16) для равножесткой конструкции гироскопа требует равенства диссипативных сил, действующих на ротор в процессе его вынужденных колебаний в направлении осей г/ и 2. Диссипативные силы, действующие на ротор при его движении относительно кожуха, характеризуются коэффициентами Пу и величина которых в основном определяется силами внутреннего трения в материале упругих элементов ротора и кожуха. В случае неравенства ку и и, следовате.льно, Ву и В диссипативные силы, действующие на ротор в направлении осей г/ и 2, сдвинуты по фазе на угол Ае = е — е и изменяются с одинаковой частотой V. [c.246]

На основании экспериментального исследования фазовых переходов при трении твердых тел Л.И. Бершадским и др. [49] сделан вывод о том, что образующиеся при трении диссипативные структуры представляют собой пространственно-временное распределение трибоактивированных частиц и квазичастиц, являющихся носителями зарядов, или континуальное распределение поверхностного заряда. Эти диссипативные структуры наряду с распределением температуры и концентрации (химического потенциала) определяют основные движущие (термодинамические) силы, обусловливающие физико-химические процессы при трении. [c.106]

Общим недостатком ряда экспериментальных исследований процессов в конденсирующих инжекторах является проведение их на моделях с горлом диффузора достаточно большого размера, что затрудняет выявление влияния потерь трения в камере смешения на эффeкtивнo ть. Поэтому полученные данные о потерях нельзя обобщить на модели с малым горлом диффузора. Результаты экспериментального исследования процессов в конденсационном инжекторе с учетом влияния основных геометрических параметров и в первую очередь размера горла диффузора приведены в [81. Они показали, что повышение эффективности конденсирующего инжектора, достигнутое при существенном (почти восьмикратном) уменьшении оказалось намного меньше ожидаемого по теоретическим оценкам [67]. Расчетные значения Рд (без учета трения на стенках камеры смешения) превышают экспериментальные данные в среднем на 70 %. Для выяснения причин такого несоответствия в [81 рассмотрены диссипативные потери в камере смешения. При этом считалось, что суммарные потери в камере создаются затратами энергии на разгон и дробление жидкой фазы, на трение о стенки и на силовое взаимодействие со стенкой. Первая составляющая включается в потери смешения, а две другие определяются по экспериментальным даршым. [c.133]

Самоорганизующимися процессами называют процессы, при которых возникают более сложные и более совершенные структуры [2, б]. Это определение позволяет выделить самоорганизацию как один из возмож-нь1х путей эволюции и отнести этот процесс к условиям, далеким от термодинамического равновесия. Эволюция может приводить и к деградации. Так, в закрытых системах, когда движущая сила процесса — стремление системы к минимуму свободной энергии, достигаемое равновесное состояние является наиболее хаотическим состоянием среды. Если же эволюция системы контролируется минимумом производства энтропии (Неравновесные условия), происходит самоорганизация динамических структур, названных диссипативными. К диссипативным структурам относятся пространственные, временные или пространственно-временные структуры, которые могут возникать вдали от равновесия в нелинейной области, если параметры системы превышают критические значения [26]. Диссипативные структуры могут перейти в состояние термодинамического равновесия только путем скачка (в результате неравновесного фазового перехода). Основные их свойства следующие [18, 24, 26] [c.22]

Согласно теоретическим представлениям Бриджмена—Новикова—Зее-гера [170—172], ПД твердых тел является термодинамически неравновесным процессом. Она характеризуется конечным набором измеряемых макроскопических параметров и "историей" нагружения и может рассматриваться как диссипативное состояние. Это обстоятельство отмечается в работе [54] при рассмотрении явления сверхпластичности металлов. С точки зрения термодинамики, ПД является сугубо необратимым процессом [172, 173]. Последнее утверждение обосновывается в [171] при рассмотрении отношения энергии запасенной в процессе ПД, к механической работе W, затраченной на деформацию образца. Для ГЦК-кристаллов, продеформированных до начала II стадии упрочнения, указанное отношение составляет величину 0,07 0,01, не зависящую от кристаллографической ориентации оси растяжения [171]. Так как основной вклад в [c.101]

Мы ограничимся представлением термодинамической теории диссипативных материалов с изменениями внутренней структуры. При описании внутренней диссипации будут использоваться внутренние параметры (скрытые переменные). Основную задачу термодинамики материалов Колемана и Нолла [30] и Трусделла [280] можно теперь сформулировать следующим образом в соответствующем классе процессов Рх и для соответствующего класса функций (функционалов) R в (2.16) определить те, которые удовлетворяют неравенству Клаузиуса — Дюгема (кЮ). [c.102]

Динамическая природа турбулентности. Сделаем несколько общих замечаний о динамической природе турбулентности в нелинейной диссипативной газожидкой системе, которая может обмениваться с окружающими телами как энергией, так и веществом (в силу чего возможно образование различных пространственно-временных структур, последовательности которых и составляют процесс самоорганизации). При наличии турбулентности каждая индивидуальная частица такой среды движется случайно, так что ее координаты и направление движения изменяются со временем по закону марковского случайного процесса. Полное статистическое описание турбулентного течения сводится к определению вероятностной меры на его фазовом пространстве (г,/ ), состоящем из всевозможных индивидуальных реализаций характеризующих его случайных термогидродинамических полей. Поэтому турбулентность можно рассматривать на основе статистической механики многих частиц (см., напр., (Обухов, 1962)), или для ее описания использовать кинетическое уравнение, являющееся аналогом уравнения Больцмана в фазовом пространстве для некоторой условной функции плотности распределения вероятностей /турб Р О служащей основной статистической характеристикой пульсирующего движения (Клгшонтович, [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...