Cтраница 3
Изучение физических свойств ядер комет может дать важную информацию о возникновении и эволюции нашей планетной системы. Наиболее комплексный и амбициозный из этих проектов - Rosetta - стартует в 2003 г. В 2011 г. космический аппарат должен достичь кометы Виртанен ( P / Wirtanen) и, после нескольких месяцев предварительного исследования ядра с близкого расстояния, на поверхность будет доставлен модуль Rosetta Lander, предназначенный для всестороннего изучения физических и химических свойств материала ядра in situ. Полученные опытные данные уже существенно углубили наше понимание физических процессов, происходящих в кометном ядре, и требуют дальнейшего теоретического анализа. [31]
Однако причины, вызывающие их интерес, в обоих случаях несколько различны. С одной стороны, материаловеды хотят понять механику поведения металлов и керамик, чтобы создавать новые материалы, способные выдерживать более суровые условия, или чтобы обрабатывать их с меньшими затратами энергии и сырья. С другой стороны, при изучении Земли и лланет ученые имеют дело с горными породами, испытавшими большие деформации в естественных условиях, или с мантийным веществом, вязко текущим с характерными временами порядка миллионов лет - - эти исследователи хотели бы иметь физические основы для экстраполяции определяющих уравнений, полученных в лаборатории, на недоступные непосредственным наблюдениям условия низких скоростей деформации и большие времена, а также для восстановления существовавших ранее условий по данным о современной микроструктуре деформированных минералов. В обоих случаях материалы ( сплавы, керамики или горные породы) часто представляют собой сложные, многофазные совокупности, деформацию которых в общем случае нельзя свести к деформациям их более простых составляющих. Тем не менее при этом невозможно обойтись без решения важной начальной задачи - добиться понимания физических процессов, которые происходят при деформации одиночных монокристаллов и однофазных поликристаллов. [32]
Акцент делается на понимание физической сущности и возможности решения физических задач. Остальная часть курса посвящена рассмотрению многочисленных примеров, в которых программа адаптируется к конкретным задачам. Несмотря на то что мы начинаем изучение курса с простых примеров, в конце его мы имеем дело с очень тонкими и сложными приложениями. По мере обучения студенты применяют вычислительную программу к большому числу дополнительных задач в качестве одного из видов домашней работы. Благодаря этому они не только развивают умение их решать, но и улучшают понимание физических процессов. [33]
Остальные главы посвящены методам граничных элементов в механике твердого тела. Фламана для линии сосредоточенных сил, действующих на границе полуплоскости, и для этого случая разрабатывается простой метод граничных элементов. Цель состоит в том, чтобы показать, как математическое решение элементарной задачи может быть преобразовано в вычислительную технику для решения более сложных проблем. Идея прямых методов ( эта терминология разъясняется в гл. Некоторые из этих приемов общие, а другие специально созданы для определенных классов задач. Особое внимание уделяется тому, как для решения этих задач строятся вычислительные программы. Эти примеры подобраны таким образом, чтобы проиллюстрировать ту помощь, которую оказывает метод граничных элементов, облегчая понимание физических процессов. [34]