Наукові роботи. Факультет комп'ютерних наук
Постійне посилання колекціїhttps://ekhnuir.karazin.ua/handle/123456789/1145
Переглянути
Документ Pattern formation in convective media(Харків: Харківський національний університет імені В.Н., 2013) Gushchin, I.V.; Kirichok, A.V.; Kuklin, V.M.; Гущин, И.В.; Киричок, А.В.; Куклин, В.М.; Гущин, І.В.; Киричок, О.В.; Куклін, В.М.The several models of convection in a thin layer of liquid (gas) with poorly heat conducting boundaries are considered. These models demonstrate a rich dynamics of pattern formation and structural phase transitions. The primary analysis of pattern formation in such a system is performed with using of the well-studied Swift-Hohenberg model. The more advanced Proctor-Sivashinsky model is examined in order to study the second-order structural phase transitions both between patterns with translational invariance and between structures with broken translational invariance but keeping a long-range order. The spatial spectrum of arising structures and visual estimation of the number of defects are analyzed. The relation between the density of defects and the spectral characteristics of the structure is found. We also discuss the effect of noise on the formation of structural defects. It is shown that within the framework of the Proctor-Sivashinsky model with additional term, taking into account the inertial effects, the large-scale vortex structures arise as a result of the secondary modulation instability. Рассмотрено несколько моделей конвекции в тонком слое жидкости (газа) в условиях слабой теплопроводности на его границах. Эти модели демонстрируют разнообразную динамику формирования пространственных структур и структурнофазовых переходов между ними. Первоначальный анализ формирования ячеек в таких системах был представлен при использовании модели Свифта-Хоенберга. Более развитая и корректная модель Проктора-Сивашинского исследована для нескольких фазовых переходов между структурами с трансляционной инвариантностью и структурами с нарушенной трансляционной инвариантностью, но с сохраненным дальним порядком. Изучается связь между пространственным спектром структур и количеством дефектов. Найдено соотношение между плотностью дефектов и спектральными характеристиками структуры. Обсуждается эффект влияние шума на развитие фазовых переходов. Показано, что обобщенная модель Проктора-Сивашинского, учитывающая инерциальные эффекты, способна описывать формирование крупномасштабных вихревых структур, как результат вторичной модуляционной неустойчивости. Розглянуто декілька моделей конвекції у тонкому шарі рідини (газу) в умовах слабкої теплопровідності на його межах. Ці моделі демонструють різнобарвну динаміку формування просторових структур та структурово - фазових переходів між ними. Попередній аналіз формування чарунок в таких системах було розроблено при використанні моделі СвіфтаХоенберга. Більш розвинута та коректна модель Проктора-Сівашинського вивчена для декількох фазових переходів між структурами з трансляційною інваріантністю та структурами, які мали порушену трансляційну інваріантність, та дальній порядок. Вивчається зв'язок між просторовим спектром та кількістю дефектів. Знайдено відношення між густиной дефектів та характеристиками просторового спектру. Розглянуто ефект впливу шуму на розвиток фазових переходів. Показано, що більш загальна модель Проктора-Сівашинського, яка враховує інерціальні ефекти, дозволяє розглядати формування крупно масштабних вихорів, я к результат вторинної модуляційної нестійкості.Документ Pattern Transitions in Unstable Viscous Convective Medium(2013) Gushchin, I.V.; Kirichok, A.V.; Kuklin, V.M.Документ Phase transitions in convection(2019) Gushchin, I.V.; Kuklin, V.M.; Poklonskiy, E.V.; Гущин, Іван Валерійович; Куклін, Володимир Михайлович; Поклонський, Євген ВасильовичThe paper presents the results of the study of the models of convective instability near its threshold of thin layers of liquid and gas bounded by poorly conducting walls. These models single out one spatial scale of interaction, leaving the possibility for the evolution of the system to choose the symmetry character. This is due to the fact that the conditions for the realization of the modes of convective instability near the threshold are chosen. All spatial perturbations of the same spatial scale, but of different orientations, interact with each other. It turned out that the presence of minima of the interaction potential of the Proctor-Sivashinsky equation modes, the absolute value of the wave number vectors of which is unchanged, determines the choice of symmetry and, accordingly, the characteristics of the spatial structure. In the case of a more realistic model of convection described by the Proctor-Sivashinsky equation, it was possible to observe both the first-order phase transition and the second-order phase transition and detect the form of the state function, which is responsible for the topology of the resulting convective structures: metastable rolls and stable square cells. In this paper, it is shown that the nature of the structural-phase transition in a liquid when taking into account the dependence of viscosity on temperature in the Proctor-Sivashinsky model is similar to the case of the absence of such a dependence. The transition time turns out to be the same, despite the fact that a different structure is formed - hexagonal convective cells. As in the Swift-Hohenberg model, a hard mode for the formation of hexagonal cells in a gas medium is possible only for a sufficiently noticeable dependence of its viscosity on temperature. The phase transition times are inversely proportional to the difference in the values of this function for two consecutive states. A similar description of phase transitions did not use phenomenological approaches and various speculative considerations, which allows for a closer look at the nature of transients.