Когерентная структура
Cтраница 2
Рейнольдса дорожка Кармана постепенно размазывается по потоку сплошной среды, то в случае дискретно расположенных по потоку тел, последующие тела способствуют сохранению дорожки Кармана, организуя когерентную структуру по ходу расположения всей гирлянды тел. Если при течении пленки жидкости по поверхности с регулярной шероховатостью пленка целиком повторяет структуру шероховатости, то при обтекании дискретно расположенных тел повторяемость структуры активно взаимодействующих с потоком тел осуществляется через вихри Кармана. [16]
Из распределения амплитуд коэффициентов суммированного вейвлетного биспектра вдоль пространства взаимодействия ( рис. 5.26 б) следует, что в системе, как и раньше, формируется только одна когерентная структура, определяющая поведение электронного потока. Характерный временной масштаб динамики этой структуры примерно в два раза превышает характерный временной масштаб динамики системы в случае малой степени неоднородности ( предыдущий случай) и численно равен Т и 0 5 не. Как и в предыдущем случае ярко выражена динамика временного масштаба второй гармоники базовой частоты, что свидетельствует о сильной нелинейности колебаний. [17]
Таким образом, можно сделать вывод: вихри, образующиеся в сдвиговых слоях, прилегающих к поверхности цилиндра, в результате периодического возбуждения в конечном счете определяют формирование когерентных структур ( вихрей дорожки Кармана), а вместе с тем возрастание или уменьшение интегральных характеристик течения в следе. [18]
К сожалению, нужно отметить, что хотя со времени понимания синергетической природы турбулентности как процесса самоорганизации прошло уже более двадцати лет, однако до сих пор представления о возникающих в потоке когерентных структурах не материализовались в разработки модельных подходов, направленных на создание практических инженерных методов расчета турбулентности, основанных, как правило, на осредненных гидродинамических уравнениях. Вместе с тем, известное в литературе ( см., напр. При-гожин, I960)) расширение формализма неравновесной термодинамики на среды с возбужденными макроскопическими степенями свободы ( которые служат внутренними параметрами, описывающими макроструктуру среды) позволяет, по-видимому, распространить подобный подход и на макроскопическое описание каскадного процесса переноса турбулентной энергии вихрями разного размера, образующихся в результате каскадного процесса их последовательных дроблений. [19]
К сожалению, прямое численное моделирование турбулентных течений на основе точных ( мгновенных) гидродинамических уравнений сопряжено с большими математическими трудностями, а построение общей теории турбулентности из-за сложности механизмов возникновения и эволюции взаимодействующих когерентных структур вряд ли возможно. Это приводит к необходимости развития новых оригинальных макроскопических подходов к описанию турбулентности, введения адекватных физических параметров среды, установления универсальных и частных соотношений для их определения, дополняющих известные соотношения типа законов сохранения массы, энергии, количества движения и др. В работе проф. [20]
Рассмотрим, с чем связана сложная перестройка различных режимов колебаний при изменении управляющих параметров системы тока пучка и неоднородности распределения ионного фона, предполагая что вышеописанное поведение системы определяется особенностями динамики и взаимодействия формирующихся в системе когерентных структур. [21]
Ив этом случае не существует уровня описания, который мы могли бы считать фундаментальным. Описание когерентных структур не менее фундаментально, чем поведение простой динамической системы. [22]
Необратимые процессы играют конструктивную роль в физике, химии и биологии. Ими определяется возможность возникновения когерентных структур, возможность процессов самоорганизации в открытых системах. [23]
Дело в том, что на длине свободного пробега волна некоторого определенного атома, скажем, с номером j успевает рассеяться на большом количестве других атомов, образуя сложный узор из множества рассеянных волн. Можно сказать, что возникает очень сложно организованная когерентная структура из множества рассеянных волн. Достаточно очевидно, что такая структура не может существовать в газе с хаотически движущимися атомами. При последующих рассеяниях газовая среда может воспринять только одно из возможных значений импульса рассеиваемой частицы. [24]
Дело в том, что на длине свободного пробега волна некоторого определенного атома, скажем, с номером j успевает рассеяться на большом количестве других атомов, образуя сложный узор из множества рассеянных волн. Можно сказать, что возникает очень сложно организованная когерентная структура из множества рассеянных волн. Достаточно очевидно, что такая структура не может существовать в газе с хаотически движущимися атомами. При последующих рассеяниях газовая среда может воспринять только одно из возможных значений импульса рассеиваемой частицы. Можно сказать, что внутри газа существует постоянно действующий механизм декогерентности, т.е. самоизмерений, который случайно выбирает только одну из возможных рассеянных волн, а остальные волны при этом просто уничтожаются. [25]
Поэтому говорить о наличии или отсутствии когерентных структур в направлении продольной координаты затруднительно из-за высокой степени сто-хастизации рассматриваемого течения. [26]
Примером проявления синфазности на телах, пассивно взаимодействующих со сплошной средой, является массообмен в волновую пленку жидкости, гравитационно стекающую по гладкой поверхности. Автоколебательная система, каковой является волновая пленка, выделяет когерентную структуру. Это когерентная структура передается через конвективные члены в уравнение переноса вещества. Перенос вещества происходит п сплошной среде е когерентной структурой, и при отсутствии сдвига фаз в геометрических и концентрационных колебательных полях, создаются условия, приводящие к повышению интенсивности массообмена. [28]
Однако их теоретическое объяснение пока наталкивается на значительные трудности ( ср. Мы не будем останавливаться далее на этих вопросах; отметим лишь, что они связаны с наличием в течениях когерентных структур, которыми свободные турбулентные течения исключительно богаты ( см., например, работу Брауна л Рошко ( 1974) о когерентных структурах в плоском слое перемешивания, с которой начались современные попытки построения теории когерентных структур), и что перемежаемость мелкомасштабной турбулентности играет важную роль в некоторых проблемах, которые будут обсуждаться во втором томе книги. [29]
Эти столкновения являются случайными. Естественно, однако, задаться вопросом, каким образом столь хаотическое поведение компонентов системы может привести к возникновению в ней когерентных структур. Очевидно, что для того, чтобы ответить на этот вопрос, необходимо ввести новые представления. Не вдаваясь в детали, скажу, что рассмотрение таких систем приводит к выводу, что в них нарушаются условия, при которых справедлив закон больших чисел. А это означает, что распределение регулирующих друг с другом частиц системы, находящейся вблизи состояния неустойчивости, более не является случайным. [30]
Страницы: 1 2 3 4