Том 4 (2001)


Трение в деформируемых средах. Подход на основе полевой к термодинамике диссипативных процессов в рамках формализма Лагранжа

М. Шарготт1

1Падерборнский университет, Падерборн, D-33095, Германия

Унификация является глобальной задачей теоретической физики. Истинный формализм Лагранжа, основанный на принципе наименьшего действия Гамильтона, представляет собой унифицирующую процедуру, которая применяется одинаковым с методической точки зрения образом к каждой физической системе. На основе требований универсальной инвариантности теорема Нетер приводит к универсальным наблюдаемым, которые определяются соответствующими локальными уравнениями баланса. Известными примерами являются энергия и импульс. Нас интересует полная термодинамика необратимых процессов в рамках лагранжева формализма. Используя комплексные переменные (аналогично волновой функции в квантовой механике), мы уже добились успеха в этом плане. Например, перенос тепла, главным образом, основан на комплексном термионном поле в качестве фундаментальной полевой переменной. В этой статье показано, что трение в деформируемых средах можно также включить в рассмотрение. Лагранжев формализм связывается с моделью двух жидкостей. Две взаимно проникающие жидкости увеличивают трение в объеме, например типа Стокса или Кулона. Такое трение приводит к диссипативному замедлению относительного движения жидкостей, сопровождаемому необратимой передачей энергии от механических степеней свободы движения к тепловым степеням свободы, т.е. в итоге к температуре. Модель основывается на формализме Лагранжа идеальных жидкостей, в котором поля течения представляются потенциалами Клебша, которые вместе с массовыми плотностями определяют комплексное материальное поле и поле циркуляции. При определенном взаимодействии этих полей с термионными полями жидкостей-компонентов можно смоделировать процесс необратимой передачи энергии, вызванный диссипацией. Предложенная модель позволяет описывать различные физические системы. Движение дислокаций в ходе пластического течения является наиболее известным примером. Множество дислокаций в качестве одной деформируемой среды проникает в кристаллическую решетку в качестве второй деформируемой среды.

стр. 47 – 57

Образец цитирования:
М. Шарготт  Трение в деформируемых средах. Подход на основе полевой к термодинамике диссипативных процессов в рамках формализма Лагранжа // Физ. мезомех. - 2001. - Т. 4. - № 4. - С. 47-57


вернуться