動的表示法による散逸大自由度系の協力現象の研究

耗散大自由度系统协同现象的动态表示法研究

• 批准号: 04231204
• 负责人: 佐野 雅己
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04231204/
• 关键词: 散逸大自由度系; 液晶対流系; 時空カオス; 位相波; 局在振動構造; 位相不安定; Phase Shift Line

散逸大自由度系において制御パラメータを上昇させていくと空間的周期構造,時間的振動状態(リミットサイクル),時空カオス,乱流状態へと次々に転移を起こすことが知られている。我々は,液晶対流系を用いて一様または周期構造を持つ散逸大自由度系を実現し,1)局在した位相波の自発的生成と崩壊,2)欠陥乱流,3)振動位相のジャンプからできるPhase Shift Lineとそのダイナミクス,4)パルス的乱流状態,5)乱流中の巨視的構造,などの動的な新状態を見いだした。これらのうち1)の局在した位相波の自発的生成と崩壊については,実験結果に基づいて理論モデルガ開発され,日仏の理論家グループとの協力によりそのメカニズムが解明された。理論の結合Ginzburg-Landau方程式およびその縮約によって得られる結合位相方程式が実験系で成り立っていることを検証した。これによりペースメーカーの生成機構が空間周期構造と時間振動の二つの位相の正のフィードバックによる新しい位相不安定性によって生じていることが明らかになった。また,振動の局在化の機構も解明された。さらに,計算機シミュレーションと動的表示により実験と同様なターゲットパターンの生成発展過程を再現することができた。2)のPhase Shift Lineは,振動媒質を外場によってパラメトリック励振したときに現われる(位相がπだけ異なる)二つの等価な引込状態を隔てる動的なDomain Wallであり,外場の振動数や振幅を変化させることにより,通常のDomain Wallでは見られない複雑で多彩な運動を実験で観測した。これは複素Ginzburg-Landau方程式にパラメトリック励振を加えた方程式でよく現象が再現されることが京都大学の理論グループにより明らかにされ,ダイナミクス解明への足掛かりを開いた。

众所周知，在较大的自由系统中增加控制参数将导致连续过渡到空间周期性结构，时间振荡状态（极限周期），时空混乱和湍流状态。 We have realized a large dissipation degree of freedom system with uniform or periodic structures using liquid crystal convection systems, and found new dynamic states such as 1) spontaneous generation and decay of localized phase waves, 2) defective turbulence, 3) Phase Shift Line and its dynamics that can be achieved through jumping oscillating phases, 4) pulsed turbulence states, 5) macroscopic structures in turbulence, etc. Of these, the根据实验结果开发了1）中局部相波的自发产生和衰减，并与一组日本和法国理论家合作阐明了这些波的机理。我们已经验证了理论的Ginzburg-landau方程组合的组合和通过其还原获得的相结合方程在实验系统中是正确的。这表明起搏器的生成机制是由于两个阶段的正反馈引起的新相位不稳定性引起的：空间周期性结构和时间振荡。还已经阐明了振动定位的机理。此外，计算机仿真和动态显示能够复制与实验相同的生成和开发目标模式的过程。 2）相移线是一个动态结构域壁，分离了两个等效的拉动状态，当振动介质通过外场参数激发时出现（相位差异），并且通过外部场的频率和振幅来激发，我们观察到通过实验在正常域中无法看到的复杂和多样运动。京都大学的一个理论组揭示了这一点，这种现象通常是通过对复杂的金茨堡 - 兰道方程的参数激发的方程式复制的，为阐明动力学打开了垫脚石。

项目成果

A.Yuse and M.Sano: "Transition of Crack Pattern in Quenched Glass Plate" Nature. (1993)

A.Yuse 和 M.Sano：“淬火玻璃板中裂纹图案的转变”自然。

M.Sano,K.Sato,and B.Janiaud: "Oscillatory Instabilities of 2-D Periodic Pattern in EHD Convection" Pattern Formation in Complex Dissipative Systems ed,by S.Kai(World Scientific,Singapore). 286-297 (1992)

M.Sano、K.Sato 和 B.Janiaud：“EHD 对流中二维周期性模式的振荡不稳定性”复杂耗散系统中的模式形成，作者：S.Kai（世界科学公司，新加坡）。

B.Janiaud,H.Kokubo and M.Sano: "Coupled Phase Instability of a Cellular Pattern" Phys.Rev.E.47. (1993)

B.Janiaud、H.Kokubo 和 M.Sano：“细胞模式的耦合相位不稳定性”Phys.Rev.E.47。

M.Sano,K.Sato,S.Nasuno,and H.Kokubo: "Complex Dynamics of Localized Target Pattern in Electrohydrodynamic Convection" Phys.Rev.Al5. 46. 3540-3543 (1992)

M.Sano、K.Sato、S.Nasuno 和 H.Kokubo：“电流体动力对流中局部目标模式的复杂动力学”Phys.Rev.Al5。

S.Sasa,T.Mizuguchi,and M.Sano: "Open and Closed Phase Jump Lines in Two-dimensional Cellular Patterns" Europhys.Lett.19. 593-596 (1992)

S.Sasa、T.Mizuguchi 和 M.Sano：“二维细胞图案中的开相和闭相跳线”Europhys.Lett.19。