TY - JOUR

T1 - Об описании неравновесных процессов переноса и формировании динамических структур в жидких средах

AU - Хантулева, Т.А.

N1 - Хантулева Т.А. Об описании неравновесных процессов переноса и формировании дина-мических структур в жидких средах // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2020. Т. 13, No 1. С. 3—14.

PY - 2020

Y1 - 2020

N2 - Обсуждаются проблемы, связанные с описанием сложных движений жидких сред, которые сопровождаются многомасштабным комплексом неравновесных процессов, включая релаксационные и инерционные эффекты. За основу взят подход, основанный на нелокальной теории неравновесных процессов переноса с применением методов кибернетической физики, который позволяет выйти за пределы механики сплошной среды, описать самоорганизацию и эволюцию динамических вихреволновых структур при неравновесном переносе импульса в жидкости. В рамках этого подхода предложен алгоритм определения спектра масштабов динамических структур, формирующихся в неравновесных течениях жидкости за счет условий, наложенных на систему воздействиями со стороны ее окружения. Временная эволюция течения описывается с помощью принципа скоростного градиента, разработанного в теории управления адаптивными системами. Управляющими параметрами служат средние размеры динамической структуры жидкой среды, а целевая функция задается максимальной энтропией, которую может произвести система при наложенных на нее ограничениях. При этом между структурной эволюцией системы и динамикой течения формируются обратные связи, которые стабилизируют режим течения. Без их учета эволюция динамических структур может приводить к неустойчивостям разного типа и изменению режима течения. В качестве примера приведено высокоскоростное течение Рэлея, где показано, что за счет перехода к турбулентному режиму жидкость минимизирует необратимые потери механической энергии.

AB - Обсуждаются проблемы, связанные с описанием сложных движений жидких сред, которые сопровождаются многомасштабным комплексом неравновесных процессов, включая релаксационные и инерционные эффекты. За основу взят подход, основанный на нелокальной теории неравновесных процессов переноса с применением методов кибернетической физики, который позволяет выйти за пределы механики сплошной среды, описать самоорганизацию и эволюцию динамических вихреволновых структур при неравновесном переносе импульса в жидкости. В рамках этого подхода предложен алгоритм определения спектра масштабов динамических структур, формирующихся в неравновесных течениях жидкости за счет условий, наложенных на систему воздействиями со стороны ее окружения. Временная эволюция течения описывается с помощью принципа скоростного градиента, разработанного в теории управления адаптивными системами. Управляющими параметрами служат средние размеры динамической структуры жидкой среды, а целевая функция задается максимальной энтропией, которую может произвести система при наложенных на нее ограничениях. При этом между структурной эволюцией системы и динамикой течения формируются обратные связи, которые стабилизируют режим течения. Без их учета эволюция динамических структур может приводить к неустойчивостям разного типа и изменению режима течения. В качестве примера приведено высокоскоростное течение Рэлея, где показано, что за счет перехода к турбулентному режиму жидкость минимизирует необратимые потери механической энергии.

KW - неравновесные течения жидкости

KW - метод неравновесного статистического оператора

KW - самоор-ганизация динамических структур

KW - временная эволюция

KW - принцип скоростного градиента

KW - принцип максимума энтропии

KW - обратная связь

KW - ламинарно-турбулентный переход

KW - non-equilibrium fluid flows

KW - the method of non-equilibrium statistical operator

KW - self-organization of dynamic structures

KW - temporal evolution

KW - the Speed Gradient principle

KW - the principle of maximum entropy

KW - feedback

KW - laminar-tur-bulent transition

KW - The principle of maximum entropy

KW - Self-organization of dynamic structures

KW - Temporal evolution

KW - Feedback

KW - The Speed Gradient principle

KW - The method of non-equilibrium statistical operator

KW - Non-equilibrium fluid flows

KW - Laminar-turbulent transition

UR - http://hydrophysics.info/?p=4458

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85080044854&partnerID=8YFLogxK

U2 - 10.7868/S2073667320010013

DO - 10.7868/S2073667320010013

M3 - статья

VL - 13

SP - 3

EP - 14

JO - ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ И ПРИКЛАДНАЯ ГИДРОФИЗИКА

JF - ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ И ПРИКЛАДНАЯ ГИДРОФИЗИКА

SN - 2073-6673

IS - 1

ER -