Демонстраційний стенд для представлення характеру фазових переходів першого і другого роду
Анотація
В роботі представлено опис демонстраційного стенду, що включає математичну модель і засоби аналізу для розуміння особливостей фазових переходів першого і другого роду. Перевагою цього демонстраційного стенду є відмова від будь-якої феноменології та очевидна обмеженість застосування різних наближень та гіпотез. Опис будується на відомих рівняннях гідродинаміки, які добре апробовані та є надійною основою для побудови реалістичних моделей. В основу демонстраційного стенду покладено модель Проктора-Сивашинського, яка використовувалася для опису процесу розвитку конвекції в тонкому шарі рідини з межами, що погано проводять тепло. Саме ця модель дозволяє спостерігати фазові переходи першого та другого роду. Особливість моделі у цьому, що вона виділяє один просторовий масштаб взаємодії, залишаючи для еволюції системи можливість вибору характеру симетрії. Усі просторові обурення одного розміру, але різної орієнтації взаємодіють друг з одним. Це дозволяє не відволікатися від основного завдання даної роботи – демонстрації процесу структуроутворення внаслідок каскаду фазових переходів. Механізм фазових переходів пов'язаний із наявністю мінімумів коефіцієнтів взаємодії мод спектру нестійкості. Є велика кількість структурних дефектів, які виявляються ознаки фазового переходу. Інтерференція мод спектру нестабільності є причиною високої швидкості кореляцій поширення нової фази.
Завантаження
Посилання
J. Chapman, and M.R.E. Proctor “Nonlinear Rayleigh-Benard convection between the poorly conducting boundaries”, J. Fluid Mech. 101, 759 (1980). https://doi.org/10.1017/S0022112080001917
V. Gertsberg, and G.E. Sivashinsky, “Large cells in nonlinear Rayleigh-Benard convection”, Prog. Theor. Phys. 66, 1219 (1981). https://doi.org/10.1143/PTP.66.1219
B.A. Malomed, A.A. Nepomnyashchy, and M.P. Tribelsky, “Twodimensional quasiperiodic structures in nonequilibrium systems”, ZhETF, 96, 684 (1989).
J.V. Swift, and P.C. Hohenberg, “Hydrodynamic fluctuations at the convective instability”, Phys. Rev. A, 15, 319 (1977). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.15.319
M.I. Rabinovich, A.L. Fabrikant, and L.S. Tsimring, “Finite Dimensional Disorder”, UFN, 162(8), 1–42 (1992).
E.V. Belkin, I.V. Gushchin, A.V. Kirichok, and V.M. Kuklin, “Structural transitions in the Proctor-Sivashinsky model”, PAST, 68, 296 (2010). (in Russian). https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2010_4/article_2010_4_296.pdf
I.V. Gushchin, A.V. Kirichok, and V.M. Kuklin, “Pattern Transitions in Unstable Viscous Convective Medium”, https://doi.org/10.48550/arXiv.1311.3884
I.V. Gushchin, А.V. Kirichok, and V.M. Kuklin “Pattern formation in convective media”, «Journal of Kharkiv National University», physical series «Nuclei, Particles, Fields», 1040(1), 4-27 (2013). http://nuclear.univer.kharkov.ua/lib/1040_1(57)_13_p04-27.pdf
I.V. Gushchin, A.V. Kirichok, and V.M. Kuklin, “Pattern formation in unstable viscous convective medium”, PAST, 4, 251 (2013). https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2013_4/article_2013_4_251.pdf
I.V. Gushchin, A.V. Kirichok, and V.M. Kuklin, “Structural-phase transitions and state function in unstable convective medium”, PAST, 4, 252 (2015). https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2015_4/article_2015_4_252.pdf
I.V. Gushchin, A.V. Kirichok, and V.M. Kuklin, “State function in unstable convective medium”, East Eur. J. Phys. 2(1), 32 (2015). https://periodicals.karazin.ua/eejp/article/view/2811/2550
I.V. Gushchin, and V.M. Kuklin, “Structural phase transition in thin convection at dependence of viscosity on temperature”, PAST, 4, 256 (2018). https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2018_4/article_2018_4_256.pdf
I.V. Gushchin, V.M. Kuklin, and E.V. Poklonskiy, “Phase transitions in convection”, East Eur. J. Phys. 4, 34-40 (2019). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2019-4-03
V.M. Kuklin, Selected chapters (theoretical physics), (V.N. Karazin KhNU, Kharkiv, 2021). pp. 244. http://dspace.univer.kharkov.ua/handle/123456789/16359
L. Pismen, “Inertial effects in long-scale thermal convection”, Phys. Lett. A, 116, 241–243 (1986). https://doi.org/10.1016/0375-9601(86)90141-6
A.V. Kirichok, V.M. Kuklin, I.P. Panchenko, S.S. Moiseev, and L.M. Pismen, “Dynamics of large-scale vortices formation in regime of convective instability”, in: International Conference “Physics in Ukraine”, (Bogolyubov Institute of Theor. Phys., Kiev, 1993), pp. 130 135. https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/25/076/25076395.pdf
A.V. Kirichok, V.M. Kuklin, and I.P. Panchenko, “On the possibility of dynamo mechanism in a nonequilibrium convective medium”, Reports of NASU, 4, 87–92 (1997). (in Russian)
A.V. Kirichok, and V.M. Kuklin, “Allocated Imperfections of Developed Convective Structures”, Physics and Chemistry of the Earth Part A, 6, 533–538 (1999). https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1464189599000678
S.S. Moiseev, K.R. Oganesyan, P.B. Rutkevich, A.V. Tur, G.A. Khomenko, and V.V. Yanovskiy, “Vortex dynamo in spiral turbulence”, in: Integrability and kinetic equations for solitons, edited by V.G. Bar'yakhtar, V.E. Zakharova, and V.M. Chernousenko. Sat. scientific. (in Russian), http://smiswww.iki.rssi.ru/files/publications/rutkevich/jetf_1988_2_94.pdf
I.V. Gushchin, V.M. Kuklin, O.V. Mishin, and O.V. Priymak, “Model of physical processes due of CUDA technology”, (V.N. Karazin KhNU, Kharkiv, 2017), pp. 116. (in Ukrainan). https://cutt.ly/UMH5G8f
Авторське право (c) 2022 Іван В. Гущин
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).
