ПОСТРОЕНИЕ МАТРИЦЫ ВОСПРИИМЧИВОСТЕЙ ПОТЕНЦИАЛЬНО-ПОТОКОВЫХ УРАВНЕНИЙ ДЛЯ ПРОСТЫХ ПОДСИСТЕМ СЛОЖНОЙ СИСТЕМЫ (2013)
В настоящей работе разрабатывается методика построения матрицы восприимчивостей потенциально-потоковых уравнений для простых подсистем, которые входят в любую сложную систему, используя экспериментальные данные. Входными данными для разработанного в настоящей статье формализма являются известные из эксперимента термодинамические силы, скорости протекания неравновесных процессов, а также матрицы коэффициентов увлечения термодинамических координат и матрицы эквивалентности термодинамических сил для рассматриваемой простой подсистемы. Последние матрицы могут быть определены из анализа термодинамических сил и соответствующих им термодинамических скоростей в различных состояниях рассматриваемой системы.
In this paper we develop a method of constructing a matrix of susceptibilities potentially flow equations for simple subsystems that are included in any complex system, using experimental data. The input data for the developed formalism in this paper are well-known experiment of thermodynamic forces, flow rate of non-equilibrium processes, as well as the coefficient matrix hobbies thermodynamic coordinates and matrix equivalence of thermodynamic forces for the considered simple subsystem. Last matrix can be determined from analysis of the thermodynamic forces and corresponding speeds in various thermodynamic states of the system.
Идентификаторы и классификаторы
С кинетической точки зрения динамика неравновесных процессов определяется движением и взаимодействием микрочастиц, из которых состоит рассматриваемая система. В работе [9] рассматривается кинетическое уравнение Паули, полученное на основе квантовой механики. В это кинетическое уравнение Паули входят как вероятности различных микросостояний системы, так и вероятности перехода из одного микросостояния в другое [9]. Вероятности перехода с точки зрения квантовой механики и определяются оператором составляющей гамильтониана взаимодействия микрочастиц (в случае идеального газа взаимодействием частиц является их столкновение) [9]. Вероятности различных микросостояний определяют макроскопические параметры состояния системы, а также энтропию, т.к. с микроскопической точки зрения состояние системы и определяется заданием распределения вероятностей микросостояний системы [8; 9]. Динамику же протекания неравновесных процессов определяют вероятности перехода между микросостояниями, которые зависят от характера взаимодействия микрочастиц.
Список литературы
- Агеев Е. П. Неравновесная термодинамика в вопросах и ответах. – М.: Эдиториал УРСС, 2001. – 136 с.
- Бахарева И.Ф. Нелинейная неравновесная термодинамика. – Саратов: Издательство саратовского университета, 1976. – 150 с.
- Быков В.И., Старостин И.Е. Квазиградиентные модели динамики закрытых химических систем // Химическая физика, 2012. – Т. 31, № 1. – С.38-42.
- Быков В.И., Старостин И.Е. Квазиградиентные модели динамики сложных химических превращений в закрытых системах // Сложные системы. М.: Изд-во МГУ, 2012. –С. 59 – 77.
- Гроот. С.Р. Термодинамика необратимых процессов. – М.: Гос. изд. технико-теоретической литературы, 1956. – 281 с.
- Жоу Д., Касас-Баскес Х., Лебон Дж. Расширенная необратимая термодинамика. – Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика»; Институт компьютерных исследований, 2006. – 528 с.
- Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н. Математическое моделирование механики и электродинамики сплошной среды.– М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2008. – 511 с.
- Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика. Т.2: Теория равновесных систем: Статистическая физика. Изд. 2-е, сущ. перераб. и доп. В 3-х т. – М.: Едиториал УРСС, 2002. – 432 с.
- Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика. Т.3: Теория неравновесных систем. Изд. 2-е, сущ. перераб. и доп. В 3-х т. – М.: Едиториал УРСС, 2002. – 432 с.
- Пригожин И., Дефэй Р. Химическая термодинамика. – Новосибирск: Изд-во «Наука», сибирское отделение, 1966. – 400 с.
- Старостин И.Е. Потенциально-потоковые (квазиградиентные) имитационные математические модели неравновесных процессов // Моделирование неравновесных систем. Материалы тринадцатого всероссийского семинара. – Красноярск, 2010. – С. 186 – 192.
- Халютин С.П., Старостин И.Е. Потенциально-потоковый метод моделирования неравновесных процессов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. – Пенза: Издательство ПГУ, 2012. –Т. 2. – С. 25 – 35.
- Халютин С.П., Тюляев М.Л., Жмуров Б.В., Старостин И.Е. Моделирование сложных электроэнергетических систем летательных аппаратов. – М.: Изд-во ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», 2010. – 188 с.
- Эткин В.А. Энергодинамика (синтез теорий переноса и преобразования энергии). – СПб.: Наука, 2008. – 409 с.
- Ageev E.P. Neravnovesnaya termodinamica v voprosah I otvetax [Non-equilibrium thermodynamics in the questions and answers]. M.: Editorial URSS, 2001, 136 p.
- Bahareva I.F. Nelineynaya neravnovesnaya termodinamica [Nonlinear nonequilibrium thermodynamics]. Saratov: Izdatelstvo saratovskogo universiteta, 1976, 150 p.
- Bykov V.I., Starostin I.E. Kvazigradientnie modeli dinamici zakritih himicheckih sistem [Quasigradient model of the dynamics of closed chemical systems]. Himicheskaya fizika - Chemical Physics, 2012, vol. 31, no. № 1, pp. 38-42.
- Bykov V.I., Starostin I.E. Kvazigradientnie modeli dinamiki slojnih himicheskih prevrashenii v zakritih sistemah [Quasigradient model of the dynamics of complex chemical reactions in closed systems]. Slozhnye sistemy – The Complex Systems, 2012, no 3(4), pp. 59 – 77.
- Groot S.R. Termodynamica neobratimih processov [The thermodynamics of non-equilibrim processes]. М.: Gos. izd. tehnico-teoreticheskoi literaturi, 1956, 281 p.
- Jou D., Kaskas-Baskes H., Lebon Dj. Расширенная необратимая термодинамика [Extended non-equilibrim thermodynamics]. Moskva-Ijevsk: NIC “Regularnaya i khaoticheskaya dinamica”; Institut computernih issledovanii, 2006, 528 p.
- Zarubin V.S., Kuvirkin G.N. Matematicheskoe modelirovanie mekhaniki I electrodinamiki sploshnoi sredi [Mathematical modeling of mechanics and electrodynamics of continuous media]. М.: Izd-vo MGTU named after Bauman, 2008, 511 p.
- Kvasnikov I.A. Termodinamica i statisticheskaya fizika. T. 2: Teoriya ravnovesnih system: Statisticheskaya fizika [Thermodynamics and Statistical Physics. Vol. 2: The theory of equilibrium systems: Statistical Physics]. Izd. 2-e such. pererab i dop. М.: Editorial URSS, 2002. 432 p.
- Kvasnikov I.A. Termodinamica I statisticheskaya fizika. T. 3: Teoriya neravnovesnih system [Thermodynamics and Statistical Physics. Vol. 3: The theory of non-equilibrium systems]. Izd. 2-e such. pererab i dop. М.: Editorial URSS, 2002, 432 p.
- Prigojin I., Defey R. Himicheskaya termodinamica [Chemical Thermodynamics]. Novosibirsk: Izd-vo “Nauka”, sibirskoe otdelenie, 1966, 400 p.
- Starostin I.E. Potencialno-potokovie (kvazigradientnie) imitacionnie matematicheskie modeli neravnovesnih processov [Potentially streaming (quasigradient) mathematical simulation models of nonequilibrium processes]. Modelirovanie neravnovesnih system. Materiali trinadcatogo vserossiskogo seminara – Modeling of non-equilibrim systems. Proceedings of the Thirteenth All-Russian seminar, 2010, pp. 186 – 192.
- Khalutin S.P., Starostin I.E. Potencialno-potokovii method modelirovaniya neravnovesnih processov [Potentially streaming method for modeling non-equilibrium processes]. Izvestiya vishih uchebnih zavedenii. Povoljskii region. Fiziko-matematicheskie nayki - Proceedings of the higher education institutions. Volga region. Physics and mathematics, 2012. vol. 2. pp. 25 – 35.
- Khalutin S.P., Tulyaev M.L., Jmurov B.V., Starostin I.E. Modelirovanie slojnih electroenergeticheskih system slojnih letatelnih apparatov [Simulation of complex electrical power systems of aircraft]. М.: Izd-vo VUNC VVS “VVA named after N.E. Jukovsky and J.A. Gagarin”, 2010, 188 p.
- Etkin V.A. Energodinamica (sintez teorii perenosa i preobrazovaniya enegii) [Energodinamika (synthesis of theories of transfer and energy conversion)] SPb.: Nauka, 2008, 409 p.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Выводы о новых смыслах образования являются результатом исследо-ваний на факультете ВМК МГУ и связаны с созданием интеллектуальной обучающей системы (ИОС) в условиях системно-информационной культуры. Выполнено при частичной поддержке РГНФ, грант № 11-03-00035а.
Статья является развитием представлений, изложенных в Трудах 12-ой международной конференции “Цивилизация знаний: проблемы человека в науке XXI века” (М.: Изд-во РосНОУ, 2011) в статье «Задачи и возможности образования в системно-информационной культуре» и в Трудах 13-ой международной конференции “Цивилизация знаний: проблемы и перспективы социальных коммуникаций” (М.: Изд-во РосНОУ, 2013) в статье «Смыслы образования системно-информационной культуры». Уточнены представления: гуманитарное обучение; рациональное обучение; дидактика Колмогорова; взаимоотношение знания, познания, подсознания, сознания. Новое представление: язык категорий и абстрактный тип данных как интеллектуальная реальность системного аксиоматического метода. Доказывается: общеобразовательная роль образования кончилась; в этих условиях рациональное образование на основе языка категорий – это необходимая технология приобщения сознания к естественнонаучному знанию.
В работе предлагается один из вариантов экологической диагностики, способный предоставлять данные о том, насколько сама среда благоприятна для населяющих ее организмов.
Для этого выбрана диализная культура цианобактерий, когда в качестве внешней среды используется контролируемая водная среда, которая в зависимости от физико-химических ее параметров изменяет физиологическое состояние культуры.
Предложен интегральный показатель, который, учитывая структурные характеристики индикатора, отражает особенности его физиологического состояния, переносимого на сообщество микроорганизмов водной экосистемы.
Рассматриваются данные контроля состояния водной экосистемы, полученные при регистрации изменений пространственно-временных параметров целых клеток и их внешних структур с использованием спектроскопии внутреннего отражения. В качестве биоиндикатора применяется диализная культура микроводорослей с контролируемой “внешней средой”.
В статье исследуется глобальная эволюция мирового сообщества как единой самоорганизующейся и саморазвивающейся системы (Мир-Системы) и выявляются основные характеристики и закономерности этой эволюции. При этом внимание фокусируется на рассмотрении цикличности эволюции, периодизации глобальной истории человечества, росте сложности и рождении технологических, социальных и культурных инноваций в результате прохождения кризисов. Исследование строится как междисциплинарное и опирается на результаты математического моделирования. Подробно анализируются модели И.М. Дьюконова, С.П. Капицы, М. Кремера и С.П. Курдюмова, а также модель макроэволюции Мир-Системы Л.Е. Гринина, А.В. Коротаева, С.Ю. Малкова. Эволюция мирового сообщества рассматривается как этап универсального (глобального) эволюционного процесса, начавшегося с Большого взрыва и приведшего к возникновению жизни и появлению человека. Развитие Мир-Системы в режиме с обострением приводит к сильнейшему расслоению общества, к усилению неустойчивости и неравномерности развития стран и территорий, к распаду сложных геополитических структур, к угрозе коллапса цивилизации. В качестве позитивной альтернативы в статье обрисовываются возможности управления будущим и выбора благоприятного пути развития человечества, основанного на понимании принципов коэволюции природы и человечества и коэволюции сложных геополитических структур мира.
Издательство
- Издательство
- ИФСИ
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 140080, Московская область, г. Лыткарино, ул. Парковая, Д. 1, офис 14/А
- Юр. адрес
- 140080, Московская область, г. Лыткарино, ул. Парковая, Д. 1, офис 14/А
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- systemology@yandex.ru
- Контактный телефон
- +7 (963) 7123301