Фазові переходи в конвекції
Анотація
У роботі представлено результати вивчення моделей опису конвективної нестійкості поблизу її порога тонких шарів рідини і газу, обмежених стінками, що слабко проводять тепло. Ці моделі виділяють один просторовий масштаб взаємодії, залишаючи для еволюції системи можливість вибрати характер симетрії. Це пов'язано з тим, що обрані умови реалізації режимів конвективної нестійкості поблизу її порогу. Всі просторові збурення одного просторового масштабу, але різної орієнтації взаємодіють між собою. Виявилося, що наявність мінімумів потенціалу взаємодії мод рівнянь Проктора-Сівашінского, абсолютна величина векторів хвильових чисел яких незмінна, і визначає вибір симетрії та характеристик просторової структури. У випадку більш реалістичної моделі конвекції, описуваної рівнянням Проктора-Сівашінского, вдалося спостерігати процеси як структрно-фазового переходу першого роду, так і процес структурно-фазового переходу другого роду і виявити вид функції стану, яка відповідає за топологію конвективних структур: метастабільних валів і стабільних квадратних структур. У даній роботі показано, що характер структурно-фазового переходу першого роду в рідини при урахуванні залежності в'язкості від температури в моделі Проктора-Сівашінского подібний випадку при відсутності такої залежності. Час переходу виявляється тим же, не дивлячись на те, що формується інша структура - шестигранні конвективні структури. Так само як в моделі Свіфта-Хоенберга, можливий жорсткий режим формування шестигранних структур в газовому середовищі лише для досить помітною залежності її в'язкості від температури. Часи фазових переходів обернено пропорційні різниці значень цієї функції для двох послідовних станів. Подібний опис фазових переходів не використав феноменологічні підходи і різні спекулятивні міркування, що дозволяє більш пильно розглянути характер перехідних процесів.
Завантаження
Посилання
J. Chapman and M.R.E. Proctor, J. Fluid Mech. 101, 759–765 (1980), https://doi.org/10.1017/S0022112080001917.
V. Gertsberg, and G.E. Sivashinsky, Prog. Theor. Phys. 66, 1219–1229 (1981), https://doi.org/10.1143/PTP.66.1219.
J.V. Swift and P.C. Hohenberg, Phys. Rev. A, 15, 319 (1977), https://doi.org/10.1103/PhysRevA.15.319.
M.I. Rabinovich, A.L. Fabricant and L.S. Zimring, Soviet Physics-Uspekhi, 162(8), 1-42 (1992).
E. Bodenschatz, J.R. de Bruyn, G. Ahlers and D. Connell, Preprint, (Santa Barbara, 1991).
I.V. Gushchin, A.V. Kirichok and V.M. Kuklin, VANT series “Plasma Electronics and New Methods of Acceleration”, 4, 252 254, (2015).
I.V. Gushchin, A.V. Kirichok and V.M. Kuklin, Journal of Kharkiv National University, physical series “Nuclei, Particles, Fields”, 1040(57), 4-27 (2013), https://periodicals.karazin.ua/eejp/article/view/13556
Авторське право (c) 2019 І.В. Гущин, В.М. Куклін, Е.В. Поклонский
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
