Моделирование процесса самоорганизации диссипативных структур в облучённых металлических материалах средствами компьютерных технологий
Диссертация
Проведено исследование структур пространственной самоорганизации с помощью методов фрактальной и мультифрактальной параметризации. Для разных типов структур получено значение фрактальной размерности и набор мультифрактальных параметров, позволивший установить характер поведения самоорганизации в зависимости от параметров внешнего воздействия и внутренних характеристик системы. С помощью методов… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА I. САМООРГАНИЗОВАННЫЕ СТРУКТУРЫ В НЕРАВНОВЕСНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
- 1. 1. ПОРЯДОК И ХАОС В ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
- 1. 1. 1. ЛИНЕЙНЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
- 1. 1. 2. НЕЛИНЕЙНЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
- 1. 1. 3. ПЕРЕХОД ОТ ХАОСА К ПОРЯЖУ
- 1. 2. СВОЙСТВА САМООРГАНИЗОВАННЫХ СТРУКТУР
- 1. 3. ДИНАМИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СТРУКТУРЫ
- 1. 4. ФРАКТАЛЫ
- 1. 1. ПОРЯДОК И ХАОС В ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
- ГЛАВА II. ПРОСТРАНСТВЕННО-ОРГАНИЗОВАННЫЕ СТРУКТУРЫ В ОБЛУЧЁННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ: ОПИСАНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
- 2. 1. ЭФФЕКТЫ САМООРГАНИЗАЦИИ ПРИ ИОННОМ ОБЛУЧЕНИИ
- 2. 2. ЭФФЕКТЫ САМООРГАНИЗАЦИИ ПРИ ЛАЗЕРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
- ГЛАВА III. ФРАКТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЙ ОБЛУЧЁННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
- 3. 2. ТОЧНОСТЬ ОЦЕНКИ ФРАКТАЛЬНОЙ РАЗМЕРНОСТИ
- 3. 3. РАСЧЁТ ФРАКТАЛЬНОЙ РАЗМЕРНОСТИ
- 3. 4. САМОПОДОБИЕ НА РАЗНЫХ МАСШТАБНЫХ УРОВНЯХ
- 3. 5. РАСПОЗНАВАНИЕ НАЛИЧИЯ САМООРГАНИЗАЦИИ НА ПОВЕРХНОСТИ ОБЛУЧЁННОГО МАТЕРИАЛА
- 3. 6. ЭВОЛЮЦИЯ ПРОЦЕССА САМООРГАНИЗАЦИИ
- ГЛАВА IV. МУЛЬТИФРАКТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЙ ОБЛУЧЁННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
- 4. 1. МЕТОД МУЛЬТИФРАКТАЛЬНОЙ ПАРАМЕТРИЗАЦИИИЗ
- 4. 2. РАСЧЁТ МУЛЬТИФРАКТАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ
- 4. 3. РАСПОЗНОВАНИЕ ТИПОВ САМООРГАНИЗОВАННОЙ СТРУКТУРЫ
- ГЛАВА V. ЭВОЛЮЦИЯ ПРОЦЕССА САМООРГАНИЗАЦИИ ПРИ ЛАЗЕРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
- 5. 1. ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛ
- 5. 2. ФРАКТАЛЬНЫЙ КЛАСТЕР И ПРОЦЕСС САМООРГАНИЗАЦИИ
- 5. 3. МЕТОД КЛЕТОЧНОГО АВТОМАТА КАК ОСНОВА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИССЛЕДУЕМЫХ СТРУКТУР
- 5. 4. ОБРАТНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ КЛАСТЕРИЗОВАННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
- ГЛАВА VI. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ АНАЛИЗА САМООРГАНИЗАЦИИ
- 6. 1. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС
- ВЫВОДЫ
Список литературы
- Куликова Н.В., Хмелевская B.C., Бондаренко В. В. Компьютерный анализ процессов самоорганизации в металлических материалах // Математическое моделирование. 2006 Т18., N1 с.88−98
- Хмелевская B.C., Малынкин В. Г., Куликова Н. В., Бондаренко В. В., Богданов Н. Ю. Фрактальные структуры в облучённых металлических материалах // Вант, 2006, выпуск 1 (66), с. 411−417.
- В.В. Бондаренко Компьютерное моделирование процесса самоорганизации в облучённых металлических материалах. // Прикладная нелинейная динамика. Известия Вузов. N6, 2008, с. 57−69.
- Ilya Prigogine, Isabelle Stengers, Order out of chaos: Man’s new dialogue with nature, Heinemann. London. 1984. p. 350
- Robert L. Devaney, An Introduction to Chaotic Dynamic Systems, Sec. Ed., Addision-Wesley, Reading, Mass, 1989.
- J. Banks, J. Brooks, G. Cairns, G. Davis & P. Stacey, On Devaney’s Definition of Chaos, American Mathematical Monthly, Vol. 99. No. 4. 1992, pp. 332−334.
- Хмелевская B.C. Неравновесные состояния в твёрдом теле. Обнинск 2004. 155 с.
- Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов.— М.: ИЛ, 1961. 128с.
- Самарский А.А., Михайлов А. П. Математическое моделирование: Идеи, методы, примеры. М: Физматлит, 1997, 320 с.
- Ланда П.С. Нелинейные колебания и волны. М: Наука, 1997, 496 с.
- Малинецкий Г. Г. Хаос, структуры, вычислительный эксперимент. Введение в нелинейную динамику. М: Наука, 1997, 255 с.
- Фундаментальные основы математического моделирования. Серия «Кибернетика: неограниченные возможности и возможные ограничения», М: Наука, 1997. 198 с.
- Малинецкий Г. Г., Митин Н. А. Анализ безопасности систем и методы нелинейной динамики. Препринт ИМП им. М. В. Келдыша 1994, N85.
- Ахромеева Т.С., Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г. Парадоксы мира нестационарных структур. М: Знание, Серия: Новое в жизни, науке и технике «Математика и кибернетика», 1985, N5.48 с.
- Ахромеева Т.С., Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г., Самарский А. А. Нестационарные структуры и диффузионный хаос. М: Наука, 1992. 542 с.
- Малинецкий Г. Г., Шакаева М. С. Клеточные автоматы в математическом моделировании и обработке информации. Препринт ИМП им. М. В. Келдыша, 1994, N57, 1−33 с.
- Ахромеева Т.С., Малинецкий Г. Г. О диффузионном хаосе. Препринт ИМП им. М. В. Келдыша 1983, N140, 1091−1096 с.
- Малинецкий Г. Г. Нелинейная динамика ключ к теоретической истории? Препринт ИМП им. М. В. Келдыша, N81, 1995 г.
- Капица С.П., Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г. Синергетика и прогнозы будущего. М: Наука, 1997 г., 285с.
- Chaos and fractals: The mathematics behind the computer graphics. Ed. Robert L., Davaney A., Keen L. Providence (R.I.): Amer. Math. Soc. 1989, V.39, 208 p.
- Лоскутов А.Ю., Михайлов A.C. Введение в синергетику. М: Наука, 1990, 272 с.
- Joseph Ford, How random is a coin toss?, Phisics today, 1983 April, 40−47 pp.
- Мун Ф. Хаотические колебания. М: Мир, 1990, 312 с.
- Turing A.— Phil. Trans. Roy. Soc. London, Ser. B, 1952, v. 237, p. 32.
- Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуации. М.: Мир, 1973. 432 с.
- Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах.— М-: Мир, 1979. 512 с.
- Романовский Ю. М., Степанова Н. В., Чернавский Д. С. Математическое моделирование в биофизике.— М-: Наука, 1975. 343 с.
- Хакен Г. Синергетика. М.:Мир, 1980. 400с.
- Haken Н.— Rev. Mod. Phys., 1975, v. 47, p. 67.
- Пригожин И., Николис Г.— УФН, 1973, т. 109, с 517.
- Васильев В. А., Романовский Ю. М., Яхно В. Г.— УФН, 1979, т. 128, с 625.
- Walgraff D, Dewel D., Borcmans P.—Adv. Chem. Phys., 1982, v. 49.
- Эбелинг В. Образование структур при необратимых процессах.— М.: Мир, 1979. 280 с.
- Synergetics — A Workshop/Ed, by H. Haken.—Berlin- Heidelberg- New York: Springer-Verlag, 1977, 1980. p. 248−257
- Synergetics far from Equilibrium/Ed, by A. Pacaylt, С Vidal-Berlin- Heidelberg- New York- Springer-Verlag, 1979. p.47
- Prigogine I., Lefever R.— J. Chem. Phys., 1968, v. 48, p. 1695.
- Пригожин И., Николис Г. Познание сложного. Введение. М.: 2003 УРСС. — 342 с.
- Prigogine I., Nicolis G. On symmetry breaking instabilities in dissipative systems // J. Chem. Phys. 1967. — V.46. — P.3542−3550
- Малинецкий Г. Г., Потапов А. Б. Соврмеменные проблемы нелинейной динамики. М.: 2002, УРСС. — 356 с.
- Пайтген Х.О., Рихтер П. К. Красота фракталов. Образы комплексных динамических систем. М.: Мир, 1993 176 с.
- Mandelbrot В.В. Fractal Geometry of Nature. New York: Freeman, 1982. p. 480
- Жаботинский A. M.: Концентрационные автоколебания. M.: Наука, 1974. 180 с.
- Белинцев Б.Н. Диссипативные структуры и проблема биологического формообразования. Успех физических наук 1983, т.141, вып. 1. с.55−101
- Белоусов JT. В. Проблемы биологического формообразования.— М.: Изд-во Моск. унта, 1971.
- Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. Т.2. М.: Мир, 1991. 248 с.
- Климонтович Ю.Л. Введение в физику открытых систем. Москва. Эдиториал 2002, УРСС. 284 с.
- B.C. Иванова, А. С. Баланкин, И. Ж. Бунин, А. А. Оксогоев. Синергетика и фракталы в материаловедении. М.: Наука. 1994. 363 с.
- Ma Ш. Современная теория критических явлений— М.: Мир, 1980. 298 с.
- Ertl G. Oscillatory kinetics and spatiotemporal self-organization in reactions at solid surfaces // Science. 1991. v. 254. p.1750.
- Wintterlin J. Scanning tunneling microscopy studies of catalytic reactions // Adv. Catal. 2000. v. 45. p.131.
- Ertl G., Norton P.R. and Rusting J. Kinetic oscillations in the platinum-catalyzed oxidation of CO // Phys. Rev. Lett. 1982. v. 49. p.177.
- Imbihl R. And Ertl G. Oscillatory kinetics in heterogeneous catalysis // Chem. Rev. 1995. v. 95. p.697.
- Shvartsman S.Y., Schutz E., Imbihl R. and Kevrekidis I.G. Dynamics on microcomposite catalytic surface: The effect of active boundaries // Phys. Rev. Lett. 1999. v. 83. p.2857.
- Voss C. And Kruse N. Chemical wave propogation and rate oscillations during the NO2 / H2 reaction over Pt // Ultramicroscopy. 1998. v. 73. p.211.
- Slinko M., Fink Т., Loher Т., Madden H.H., Lombarto S.J., Imbihl R. and Ertl' G. The NO+H2 leaction on Pt (100) steady-state and oscillatory kinetics // Surface Science. 1992. v. 264. p. 157.
- Hartmann N. And Madix RJ. Dynamical rearrangements of the (2×1) О adlayer during CO oxidation on Cu (l 10) // Surface Science. 2002. v. 516. p.230.
- Тоффоли Т., Марголис H. Машины клеточных автоматов. М.:Мир, 1991, 280 с.
- Дж. фон-Нейман. Теория самовоспроизводящихся автоматов. М.: Мир, 1971. 384 с.
- Шалыто А., Туккель Н. От тьюрингова программирования к автоматному // Мир ПК. 2002, № 2. с. 144−149
- Малинкий Г. Г., Шакаева М. С. Клеточные автоматы в математическом моделировании и обработке информации. Препринт ИМП им. М. В. Келдыша 1994, N57. 33 с.
- Ахромеева Т.С., Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г., Самарский А. А. Нестационарные структуры и диффузионный хаос. М: Наука, 1992. 542 с.
- Малинецкий Г. Г., Шакаева М. С. Клеточные автоматы в математическом моделировании и обработке информации. Препринт ИМП им. М. В. Келдыша 1994, N57. 33 с.
- Ахромеева Т.С., Малинецкий Г. Г. О диффузионном хаосе. Препринт ИМП им. М. В. Келдыша 1983, N140. с.1091−1096
- Гарднер М. Математические досуги. М.: Мир, 1972. 496 с.
- Боуэн Р. Методы символической динамики. Серия «Математика: новое в зарубежной науке». М.:Мир, 1979. 246 с.
- У. Квастхофф Конечные автоматы с вставками: континуальные аспекты дискретных систем. Фракталы в физике. Труды VI международного симпозиума по фракталам в физике.(МЦТФ, Триест, Италия 1985) Москва «Мир» 1988, с.650−655
- Makarov P.V. Localization deformation and fracture of polycrystals at inesolevel // Thor. Appl. Fracture Mech. 2000. v.33. p.23−30
- Макаров П.В., Романова B.A. О новом критерии пластического течения при моделировании деформационных процессов на мезоуровне. // Математическое моделирование.-2000.-T.12.-N11-C.91−101
- Makarov P. V, Romanova V.A. Mesoscale plastic flow generation and development for polycrystals // Thor. Appl. Fracture Mech. 2000.-V.33.-P. 1−7
- Майкл Ласло. Вычислительная геометрия и компьютерная графика на С++. М.: Бином. 1997. 304 с.
- Н. Samet. The quadtree and related hierarchical data structures, ACM Computing Surveys. 1984. 16 (2), p. 187−260.
- H. Samet, Applications of Spatial Data Structures, Addison-Wesley, MA, 1990. p. 512
- H. Samet, Design and Analysis of Spatial Data Structures, Addison-Wesley, MA, 1990. p.493
- J.L. Bentley and J.H. Friedman, Data structures for range searching, ACM Computing Surveys 1979,11(4), 397−409.
- J.L. Bentley, Multi-dimensional binary search tree used for associative searching, Communications of the ACM 1975, 18(9), 509−517.
- J. Warnock, A hidden-surface algorithm for computer oh polyhedra using binary space partitioning trees, Computer Graphics, 8(7), 153−162.
- A. Klinger, Patterns and search statistics, in Optimizing Methods in Statistics, edited by J.S. Rustagi, Academic Press 1971, New York, 303−337.
- R.A. Finkel and J.L. Bentley, Quad trees: A data structures for retrieval on composite keys, Acta Informatica 1974, v.4, р. Г-9.
- G.M. Hunter and K. Steiglitz, Operations on images using quad trees, IEEE Transactions on Patter Analysis and Machine Intelligence 1979, v. ll (2), p.125−153.
- S. Tanimoto and T. Pavlidis, A hierarchical data structures for picture processing, Computer Graphics and Image Processing 1975, v.4(2), p. 104−119.
- J: O’Rourke, Computational Geometry in C, Cambridge University Press, 1994. p.346
- B. Schaudt and R.L. Drysdale, Multiplicatively weighted crystal growth Voronoi diagrams, Proceedings of the 7th Annual ACM Symposium on Computational Geometry 199 Г, p.214−223.
- Морозов А.Д. Введение в теорию* фракталов. Издательство Нижегородского университета. Нижний Новгород. 1999, 140 с.
- Lauwerier Н.А. Fractals images of chaos.-Princetion Univ. Press, 1991.
- П. Прейфер. Взаимодействие фракталов с фракталами: адсорбация полистирола на пористой поверхности А1203. Фракталы в физике. Труды VI международного симпозиума по фракталам в физике. Москва «Мир» 1988, стр.72−81
- Bale H.D., Schmidt P.W., Phys. Rev. Lett. 1984, v.53, p.596.
- Stapleton H.J., Allen J.P., Flynn C.P., Stinson D.G., Kurtz S.R., Phys. Rev. Lett. 1980, v.45, p. 1456.
- Allen J.P., Colvin J.T., Stinson D.G., Flynn C.P., Stapleton H.J., Biophys. 1982, v.38, p.299.
- Helman J.S., Coniglio A., Tsallis C., Phys. Rev. Lett. 1984, v.53, p.1185.
- Helman J.S., Coniglio A., Tsallis C., Phys. Rev. Lett. 1985, v.54, p.*1735.
- Cates M.E., Phys. Rev. Lett. 1985, v.54, p. 1733
- Stapleton H.J., Phys. Rev. Lett. 1985, v.54, p.1734.
- Franco H., Bossy J., Godfrin H., Cryogenics, September 1984, p.477.
- Allen A.J., Schofield P., preprint, 1985.
- Золотухин И.В., Калинин Ю. Е., Логинова В. И. Твёрдотельные фрактальные структуры. Альтернативная энергетика и экология. N9(29) 2005. с.56−64
- Бальмаков М.Д. Информационная ёмкость конденсированных сред // УФЫ. 1999. т. 169, N11. с.1273−1280.
- Avnir D., Farin D., Preifer P., Nature 1984 v.308, p.261.
- Preifer P., Applic. Surf. Sci. 1984, v.18, p.146.
- Preifer P., Avnir D., Farin D., J. Stat. Phys. 1984, v.36 p.699- 1985 v.39 p.263.
- Bale H.D., Schmidt P.W., Phys.Rev. Lett. 1984, v.53, p.596.
- Avnir D., Farin D., Preifer P., J. Colloid Interface Sci. 1985, v. 103, p. l 12.
- Preifer P., Welz U., Wippermann H., Chem. Phys. Lett. 1985, v. l 13, p.535.
- Preifer P., Chimia 1985, v.39, p.120.
- Farin D., Volpert A., Avnir D" J. Am. Chem. Soc. 1985, v.107, p.3368.
- Stapleton H.J., Allen J.P., Flynn C.P., Stinson D.G., Kurtz S.R., Phys. Rev. Lett., 1980, v.45, pl456.
- Dillon L.D., Rapp R.E., Viches O.E., J. Low Temp. Phyt. 1985, v.59, p.35
- Alexander S., Orbach R., J. Physique Lett. 1982, v.43, p.625.
- Bale H.D., Schmidt P.W., Phys. Rev. Lett. 1984, v.53, p.596.
- Preifer P., Avnir D., J. Chem. Phys. 1983, v.79, p.3558.
- Золотухин И.В., Соколов Ю. В. Фрактальная структура и некоторые физические свойства углеродного депозита, полученного распылением графита в электрической дуге. И Письма в ЖТФ. 1997. т.23, N13. с.71−74
- Золотухин И.В., Соколов Ю. В., Иевлев В. П. Структура, внутреннее трение и модуль упругости фрактального углеродного депозита. // Физика твёрдого тела. 1998. т.40, N3. с. 5 84−586
- Михайлов Е. Ф., Власенко С. С. Образование фрактальных структур в газовой фазе. // УФН. 1995. т. 165, N3. с.263−283.
- V.S. Khmelevskay and V.G. Malynkin // Phase Transitions. 1997. v.60. p.59−65
- Хмелевская B.C., Малынкин В.Г.// Материаловедение. 1998 N2. c.25−33
- ИЗ. Хмелевская B.C., Мальшкин В. Г., Базалеев E.B. // Письма в ЖТФ. 1994. т.20. в.23. с.21−25
- V.S. Khmelevskay, S.P. Solovyev, V.G. Malynkin//J.Nucl.Mater. 1993. v. 199 p.214−220
- Хмелевская B.C., Малынкин В. Г., Каннуников М. Ю. // Письма в ЖТФ, 1998, т.24, N23
- Жижин Г. Н., Москвалёва М. А., Шомина Е. В., Яковлев' В.А. Распространение поверхностных электромагнитных волн по металлическим поверхностям // Поверхностные поляритоны / Под ред. В. М. Аграновича, Д. Л. Миллса. М.: Наука, 1985. с.70−104.
- Федер Е. Фракталы. М.:Мир. 1991. 249 с.
- Колмаков А.Г., Встовский Г. В., Масляев С. А., Пименов В.Н.// Перспективные материалы. 1999 N4 с.5−13
- Попова И.А., Саврасова Н. А., Домашевская Э. П. // Конденсированные среды и межфазовые границы. 2000 т.2, N4 с.295−298
- Встовский Г. В., Колмаков А. Г., Бунин И. Ж. Введение в мультифрактальную параметризацию структур материалов. Научно издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. 115 с.
- Попова И.А., Саврасова Н. А. Домашевская Э.П. Мультифрактальный анализ структуры аморфного сплава Re-Ta различного состава // Конденсированные среды и межфазовые границы. 2000. т.2. N4. с.295−298
- Линди К. Практическая обработка изображений на языке Си М: Мир 1996 510 с.
- Шамис В. Borland С++ Builder 6 для профессионалов. Издательский дом «Питер» 2003. 797 с.
- Куликова Н.В., Хмелевская В. С., Бондаренко В. В. Компьютерный анализ процессов самоорганизации в металлических материалах // Математическое моделирование. 2006 т.18., N1 с.88−98
- Хмелевская B.C., Малынкин В. Г., Канунников М.Ю.: Превращения в электронной подсистеме металлических твёрдых растворов в области радиационно-индуцированного фазового перехода. Письма в ЖТФ, 1998, т.24, N23
- Хмелевская B.C. Процессы самоорганизации в твёрдом теле. Соросовский образовательный журнал 2000, т. б, N6.
- Хмелевская B.C., Куликова Н. В., Бондаренко В. В. Фрактальные структуры в металлических материалах после ионного облучения и лазерного воздействия// Письма в ЖТФ. 2005. т.31. в14. с.77−82.
- Куликова Н.В., Хмелевская B.C., Бондаренко В. В. Метод компьютерного анализа самоорганизованных структур с использованием мультифрактального аппарата.// Нелинейный мир, 2007, с.612−619.
- Haken G. Synergetics. Springer-Verlag 1978. p. 355
- Цаллис К. Об измерении фрактальных размерностей по физическим свойствам. Фракталы в физике. Труды VI международного симпозиума по фракталам в физике. Москва «Мир» 1988, с.98−105
- Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса// М.: Прогресс, 1986. 431 с.
- Mandelbrot В. В. Fractals, Form and Chance, Freeman, San-Francisco, 1977, p. 331
- P. M. Кроновер Фракталы и хаос в динамических системах. // Москва: Постмаркет, 2000, 352 с.
- Энциклопедический словарь по информатике. Изд. Педагогика-пресс. 1994, 351 с. i ! 1