Когерентная структура

Cтраница 3

Турбулентность принадлежит к числу очень распространенных и, вместе с тем, наиболее сложных явлений природы, связанных с возникновением и развитием организованных структур ( вихрей различного масштаба) при определенных режимах движения жидкости в существенно нелинейной гидродинамической системе. Прямое численное моделирование турбулентных течений сопряжено с большими математическими трудностями, а построение общей теории турбулентности, из-за сложности механизмов взаимодействующих когерентных структур, вряд ли возможно. При потере устойчивости ламинарного течения, определяемой критическим значением числа Рейнольдса, в такой системе возникает трехмерное нестационарное движение, в котором, вследствие растяжения вихрей, создается непрерывное распределение пульсаций скорости в интервале длин волн от минимальных, определяемых вязкими силами, до максимальных, определяемых границами течения. На условия возникновения завихренности и структуру развитой турбулентности оказывают влияние как физические свойства среды, такие как молекулярная вязкость, с которой связана диссипация энергии в турбулентном потоке, так и условия на границе, где наблюдаются тонкие пограничные вихревые слои, неустойчивость которых проявляется в порождении ими вихревых трубок. Турбулизация приводит к быстрому перемешиванию частиц среды и повышению эффективности переноса импульса, тепла и массы, а в многокомпонентных средах - также способствует ускорению протекания химических реакций. По мере накопления знаний о разнообразных природных объектах, в которых турбулентность играет значительную, а во многих случаях определяющую роль, моделирование этого явления и связанных с ним эффектов приобретает все более важное значение. [31]

Итак, структурные изменения при охлаждении кристаллов, подобных Agl, можно описать следующим образом: при ТТ & образуются микродомены упорядоченных фаз, в интервале Та. FB, микродоменов ( Утл) и доменных стенок ( Уд), причем УДС VB VM - По мере понижения температуры VM увеличивается, VB падает, а в точке Та когерентная структура исчезает, а домены сливаются, образуя единую р-фазу. Присутствие микродоменов, неоднородно зарождающихся в решетке на дефектах, приводит к термическому гистерезису, характерному для всех мартенситовых превращений. [32]

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. [33]

В то же время в теоретическом исследовании [ Герценштейн С. Я. и др., 1985 для турбулентной струи показано, что высокочастотные пульсации при периодическом возбуждении приводят к интенсивному развитию пульсаций в слоях смешения на границах струи и утолщению этих слоев и, как следствие, к менее интенсивному образованию когерентных структур, что согласуется с выводами данной работы. [34]

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. [36]

В нее захватываются частицы, отраженные от виртуального катода и имеющие небольшую скорость при подходе к выходной плоскости. Эти частицы образуют вихревую автоструктуру, взаимодействие между ней и виртуальным катодом приводит к усложнению динамики в потоке. Вихревую автоструктуру можно связать со второй когерентной структурой, выделенной с помощью обработки данных вейвлетной бикогерентностью, так как расположение этих структур, а также характерные пространственные и временные масштабы их динамики близки. [37]

Общим для всех трех рассмотренных случаев является наличие оптимальных значений на зависимостях гидродинамических и массообменных характеристик от геометрических размеров: в первом случае - числа Рейнольдса от длины волны, во втором - коэффициента массстотдачи от расстояния между выступами шероховатости на стенке контактного устройства, в третьем - гидравлического сопротивления от шага дикретно расположенных тел. Если в первых двух примерах источником возникновения когерентных структур является неустойчивость течения пленки жидкости, имеющей поверхность раздела, причем для активного взаимодействия твердой поверхности со сплошным потоком возрастает при переходе от первого примера ко второму, то источником возникновения когерентных структур в третьем примере являются сами дискретно расположенные тела. Надо полагать, что активное взаимодействие со сплошной средой тел или системы тел не является единственным способом организации син-фазности. В качестве источника синфазности возможны также способы физического или химического характера. [38]

Таким образом, увеличение степени неоднородности системы приводит к изменению условий формирования когерентной структуры, определяющей динамику электронного пучка. В результате такой перестройки внутренней структуры электронного пучка изменяется характерный пространственный масштаб Л / г динамики единственной структуры. Он становится примерно в два раза меньше пространственного масштаба Лд когерентной структуры в режиме регулярных колебаний. [39]

На основе этой химической картины можно ожидать, что полное число столкновений между молекулами двух видов X и Y пропорционально концентрациям молекул каждого вида, как и число неупругих столкновений. Но каким образом хаотическое поведение - происходящее в случайной последовательности столкновений молекул - способно порождать когерентную структуру. Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо принять во внимание важную новую особенность: вблизи неустойчивости распределение неупруго сталкивающихся частиц перестает быть случайным. [40]

Зависимость величины полной бикогерентности 6 ( ж от координаты ( а и проекция поверхности суммированного биспектра В ( х / L, / ( б. [41]

Расчет суммированного вейвлетного биспектра показал, что на поверхности B ( x f) четко выделяются две области, где вейвлетная бикогерентность резко возрастает: область на плоскости ( ж /), локализованная вблизи x / L - 0 2 - f - 0 4; / - 2, 5 ГГц и область x / L - - 0 1 Ч - 0 2; / - 1 0 ГГц. В каждой из этих областей, где коэффициенты вейвлетного биспектра велики, имеет место фазовая связь между колебаниями в различных сечениях диодного промежутка на соответствующих временных масштабах, причем величина бикогерентности в первой области существенно превышает соответствующую величину во второй области. Каждую из этих областей на плоскости ( ж, /) можно связать со своей когерентной структурой, поведение которых определяет динамику электронного пучка в данном случае. [42]

Роль детерминизма в макроскопической физике подлежит переоценке. Вблизи неустойчивостей существуют большие флуктуации, делающие неприменимыми традиционные выводы теории вероятностей и позволяющие по-повому взглянуть на химическую кинетику. Классическая химическая кинетика в результате последних открытий предстала перед нами как теория среднего поля, но для описания возникновения когерентных структур, образования порядка из хаоса нам необходимо ввести новое, более тонкое описание временных последовательностей, приводящих к эволюции системы во времени. [43]

Страницы: 1 2 3 4