Самоорганизация - диссипативная структура
Cтраница 3
 |
Определение истинной критической температуры хрупкости / и температуры tkl.| Определение критической температуры хрупкости t при у. [31] |
Рассмотрение деформируемого твердого тела как открытой системы, обменивающейся энергией и веществом с окружающей средой, позволяет связать критическую температуру хрупкости с переходами системы устойчивость - неустойчивость - устойчивость, сопровождающимися самоорганизацией диссипативных структур и спонтанным изменением их фрактальной размерности. [32]
В главе 1 первой части рассмотрены основные понятия классической термодинамики и излагаются принципы макротермодинамики и синергетики, а также анализируются особенности поведения систем вблизи неравновесных фазовых переходов, связанных с переходом системы через кризис путем самоорганизации диссипативных структур. [33]
Анализ особенностей накопления повреждений и сопротивления материалов действующим нагрузкам в зависимости от условий нагружения с позиций синергетики приводит к заключению о возможности управления свойствами композиционных материалов путем целенаправленного использования кооперативных эффектов пластического деформирования и разрушения структурных элементов, т.е. эффектов, отражающих свойство самоорганизации диссипативных структур. Широкие перспективы в этом направлении открывает соединение подходов синергетики с возможностью компьютерной имитации механизмов деформирования и разрушения материалов на различных структурных уровнях. [34]
Для ответа на эти и другие вопросы известный итальянский физик Джузепе Кальоти привлекает в своей книге методы и данные синергетики, квантовой физики, атомной и молекулярной спектроскопии, теории восприятия, экспериментальной психологии и эстетики, теории структурных фазовых переходов и критических явлений, теории информации и самоорганизации диссипативных структур. [35]
Этот вывод отражает одно из важнейших свойств синергетических систем - проявлять последовательность бифуркаций при переходе от регулярных структур к пространственному хаосу. В процессе такого перехода происходит самоорганизация диссипативных структур с квазикристаллической симметрией с осями 5 -, 7 -, 10 -, 11-го и даже более высокого порядка. Далее будет показано, что процесс самоорганизации аморфных фаз и их эволюция во времени и пространстве контролируется мерой адаптивности системы к переохлаждению, связанной с мерой устойчивости симметрии системы и кодом обратной связи. Она обеспечивает в процессе эволюции системы сохранение в твердой аморфной фазе топологии расположения атомов расплава. [36]
Процесс разрушения, как показано в [10], является неравновесным фазовым переходом. Поэтому можно считать, что процесс самоорганизации диссипативных структур носит циклический характер, подчиняющийся закономерности удвоения периода, а система в виде деформируемого твердого тела является системой с обратной связью. Это означает, что циклический характер процесса разрушения, связанный с неравновесными фазовыми переходами в точках бифуркации, самовоспроизводится. При переходах устойчивость-неустойчивость-устойчивость значение предыдущей итерации является начальным значением для следующей. [37]
 |
Два изображения конвективных ( бенаровских ячеек ( а, б. [38] |
До этого уровня сохраняется стационарное состояние, при котором перенос тепла снизу вверх контролируется только теплопроводностью, т.е. отсутствует конвекция. Достижению точки бифуркации, в которой происходит самоорганизация диссипативных структур в виде ячеек Бена-ра, отвечает появление новогв механизма переноса тепла, обусловленного образованием конвективных потоков. При этом жидкость спонтанно разделяется на гексагональные ячейки, напоминающие соты, в результате кооперативного движения ее молекул при достижении критического градиента температур. [39]
Принципиальное отличие поведения неравновесных систем от равновесных связано с эффектом самоорганизации диссипативных структур в точках ее неустойчивости, что обеспечивает минимизацию энтропии в неравновесной системе. Это означает, что в основе процесса стеклования жидкости лежит самоорганизация диссипативных структур, контролируемая принципом минимума производства энтропии. Это обусловливает реализацию принципа подчинения в точке фазового перехода жидкость - кристалл и взаимосвязь параметров, контролирующих переход системы через неустойчивое состояние. [40]
Установлены особенности формирования структуры и свойств газотермических покрытий из различных классов материалов. Применение экстремальных технологий, основанных на сильно неравновесных процессах и обеспечивающих самоорганизацию диссипативных структур, к которым относятся и процессы газотермического напыления, открывает новые возможности получения материалов с необходимыми физико-химическими свойствами. В результае сверхбыстрой кристаллизации расплавов при ГТНП формируются аморфные и микрокристаллические структуры, характеризующиеся как сильно неравновесные. Неравновесность микрокристаллических сплавов проявляется в образовании пересыщенных твердых растворов и метастабильных фаз, в высокой концентрации точечных дефектов, высокой дисперсности ликвационной микросегрегации, сверхмелком зерне и пр. В ряде случаев применение ГТНП позволяет избежать разработки специальных методов компактирования быстрозакаленных частиц с сохранением в массивных деталях специфических свойств, приобретенных в результате закалки из расплава. [41]
В настоящей главе дается анализ неравновесных технологий, создаваемых путем обеспечения градиентов температур, напряжений и химического состава в системе, приближающих ее к точке бифуркационной неустойчивости элементов структуры. В этих условиях аномально возрастают коэффициенты диффузии и самодиффузии, формирующие потоки вещества, обеспечивающие самоорганизацию диссипативных структур. Комплексное легирование в сочетании с термомеханическими условиями воздействия на металл, позволяет получать необходимую степень неравновесности сплава в твердом состоянии. [42]
Возникающие при турбулизации вихри обеспечивают на разных масштабных уровнях диссипацию энергии. Движущей силой процесса при этом, как уже отмечалось, является стремление системы снизить производство энтропии путем самоорганизации диссипативных структур. Следствием турбулизации среды является кавитация, которая в расплаве ( или в другой жидкости) может возникать в том случае, если колебательное движение в нем достигает критического уровня, характерного для данной среды. [43]
Таким образом, эволюция структуры деформируемого металла включает переходы организация-самоорганизация-организация. Традиционно внимание исследователей было связано с изучением организации структур без учета наличия точек бифуркаций, вблизи которых происходит самоорганизация диссипативных структур и смена лидирующего дефекта-организатора. Изучение процессов организации структур при деформации хотя и является очень важным, но не несет полной информации об эволюции деформируемого тела в целом. Высокая информативность параметров, контролирующих точки бифуркаций, в силу их инвариантности к внешним условиям дает максимальную информацию о контролирующих механизмах деформации и свойствах той среды, в которой происходит самоорганизация диссипативных структур. [44]
Монография состоит из пяти глав. В первой главе изложены междисциплинарный подход к анализу эволюции систем при внешнем возмущении с использованием принципа Н.Н. Моисеева минимума диссипации энергии и принципа Гленсдорфа-Пригожина - минимума производства энтропии, контролирующего самоорганизацию диссипативных структур в точках бифуркаций. На основе этих принципов, законов обобщенной золотой пропорции и закона обратной связи, а также кинетической термодинамики Г.П. Гладышева, парадигмы В.Е. Панина о наличии генетического кода устойчивости атома, заложенного в его электронном спектре, предложен универсальный алгоритм развития систем живой и неживой природы. [45]
Страницы: 1 2 3 4