Проблемы самоорганизации и структурообразования в дисперсных системах
Актуальность работы. В отличие от закрытых термодинамических равновесных систем, дисперсные системы при наличии внешних гравитационных сил всегда являются открытыми, что обуславливает необходимость рассмотреть проблемы, связанные с их самоорганизацией. Цель исследования - оценка структурообразования, диссипации энергии и памяти дисперсных систем. Методология проведения эксперимента. При оценке указанных задач использовался комплекс методов, включающий реологическое уравнение вязкоупругой жидкости Максвелла в субстанциальных производных, уравнение Фоккера-Планка, а также метод разделения переменных, позволяющих построить полную картину эволюции состояния системы. Результаты исследования. Проведенные исследования показали, что проблемы самоорганизации характерны для дисперсных систем любого типа, сопровождающихся структурообразованием. Дисперсные системы всегда являются открытыми благодаря наличию дисперсных частиц с определенной массой в объеме потока, на которые действуют внешние гравитационные и прочие силы. Самоорганизация дисперсных сред зависит от наличия процессов взаимодействия между частицами, приводящих к их коагуляции и дроблению, в конечном итоге - к структурообразованию, и от седиментационной устойчивости. Нарушение равновесия между явлениями коагуляции и дробления, связанное с изменением внешних и внутренних параметров, способствует смещению процесса самоорганизации в том или ином направлении. Другим фактором самоорганизации является осаждение частиц и расслоение всей системы, чему способствуют наличие частиц разного размера и физические явления коагуляции и агломерации. Наследственная память системы структурированных дисперсных систем в реальных условиях чаще всего оказывается ограниченной, что показал характер эволюции распределения частиц во времени. Выводы. Исследованиями выявлены условия и факторы структурообразования и диссипации энергии в дисперсных системах. Приведены условия наличия наследственной памяти структурированных систем.