Влияние шума на синхронность колебаний конвективных течений
Автор: Ирина Валерьевна Тюлькина, Денис Сергеевич Голдобин
Журнал: Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика @vestnik-psu-mmi
Рубрика: Механика
Статья в выпуске: 4 (67), 2024 года.
Бесплатный доступ
В данной работе исследуется термоконцентрационная конвекция двухкомпонентной жидкости в подогреваемых снизу смежных горизонтальных ячейках пористой среды с учетом влияния случайных тепловых флуктуаций внешних условий. Рассмотрено два случая: пространственно регулярного притока тепла и пространствено случайного притока тепла. Получены стохастические уравнения для динамики фазы колебаний. В рамках этих фазовых уравнений проблема степени синхронности колебаний конвективных течений в связанных ячейках исследуется с использованием круговых кумулянтов.
Термоконцентрационная конвекция, пористая среда, фазовое описание, синхронизация, шум, круговые кумулянты
Короткий адрес: https://sciup.org/147247337
IDR: 147247337 | УДК: 532.546, 517.925.42 | DOI: 10.17072/1993-0550-2024-4-65-77
The Influence of Noise on the Synchronization of Oscillations of Convective Currents
In this work, we study the Soret-driven convection of a two-component liquid in adjacent rectangular cells of a porous medium heated from below, taking into account the influence of random thermal fluctuations of external conditions. Two cases are considered: a spatially regular heat influx and a spatially irregular heat influx. We obtain stochastic equations for the dynamics of oscillation phases. Within the framework of these phase equations, we study the problem of the degree of synchrony of oscillations of convective currents in coupled cells using circular cumulants.
Список литературы Влияние шума на синхронность колебаний конвективных течений
- Acebrón J. A., Bonilla L. L., C. J. P. Vicente, et al. The Kuramoto model: A simple paradigm for synchronization phenomena // Reviews of Modern Physics. 2005. Vol. 77, № 1. P. 137. URL: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.77.137 (дата обращения: 05.10.2024).
- Синхронизация. Фундаментальное нелинейное явление / Пиковский А.C., Розенблюм М.Г., Куртс Ю.М.: Техносфера, 2003. 493 с.
- Chemical Oscillations, Waves, and Turbulence / Kuramoto, Y. Dover, New York, 2003. 156 p.
- Nakao H. Phase reduction approach to synchronization of nonlinear oscillators // Contemporary Physics. 2016. Vol. 57. P. 188–214. URL: https://doi.org/10.1080/ 00107514.2015.1094987 (дата обращения: 05.10.2024).
- Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний / Боголюбов Н.Н., Митропольский Ю.А. М.: Наука, 1974. 503 с
- Теория колебаний / Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. М.: Наука, 1981. 918 с.
- Тюлькина И.В., Голдобин Д.С. Синхронизация конвективных течений двухкомпонентной жидкости в смежных ячейках пористой среды // Вестник Пермского университета. Физика. 2023. № 2. С. 59–68. URL: https://doi.org/10.17072/1994-3598-2023-2-59-68 (дата обращения: 05.10.2024).
- Голдобин Д.С., Любимов Д.В. Термоконцентрационная конвекция бинарной смеси в горизонтальном слое пористой среды при наличии источника тепла или примеси // Журн. Экспериментальной и Теоретической Физики. 2007. Т. 131, № 5. С. 949–956.
- Hart J. E. A note on the stability of low-Prandtl-number Hadley circulations // Journal of Fluid Mechanics. 1983. Vol. 132. P. 271–281.
- URL: https://doi.org/10.1017/S0022112083001603 (дата обращения: 05.10.2024).
- Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости / Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. М.: Наука, 1972. 392 с.
- Устойчивость конвективных течений / Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М., Непомнящий А.А. М.: Наука, 1989. 320 с.
- Convetion in Porous Media / Nield D. A., Bejan A. New-York: Springer Verlag, 1998. 546 p. URL: https://doi.org/10.1007/978-1-4757-3033-3 (дата обращения: 05.10.2024).
- Goldobin D. S., Tyulkina, I. V., Klimenko L. S., Pikovsky A. Collective mode reductions for populations of coupled noisy oscillators // Chaos. 2018. Vol. 28. P. 101101. URL: https://doi.org/10.1063/1.5053576 (дата обращения: 05.10.2024).
- Голдобин Д.С., Долматова А.В., Розенблюм М., Пиковский А. Синхронизация в ансамблях Курамото–Сакагучи при конкурирующем влияния общего шума и глобальной связи // Известия вузов. ПНД. 2017. Т. 25, № 6. С. 5–37. URL: https://doi.org/10.18500/0869-6632-2017-25-6-5-37 (дата обращения: 05.10.2024).
- Goldobin D. S., Teramae J.-N., Nakao H., Ermentrout G. B. Dynamics of Limit-Cycle Oscillators Subject to General Noise // Physical Review Letters. 2010. Vol. 105. P. 154101. URL: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.105.154101 (дата обращения: 05.10.2024).
- Tyulkina I. V., Goldobin D. S., Klimenko L. S., Poperechny I. S., Raikhe Y. L. Collective in-plane magnetization in a two-dimensional XY macrospin system within the framework of generalized Ott–Antonsen theory // Philosophical Transactions: Mathematical, Physical and Engineering Sciences (Series A). 2020. Vol. 378, № 2171. P. 20190259. URL: https://doi.org/10.1098/rsta.2019.0259 (дата обращения: 05.10.2024).
- Ott E., Antonsen T. M. Low dimensional behavior of large systems of globally coupled oscillators // Chaos. 2008. Vol. 18. P. 037113. URL: https://doi.org/10.1063/1.2930766 (дата обращения: 05.10.2024).
- Bertini L., Giacomin G., Pakdaman K. Dynamical aspects of mean field plane rotators and the Kuramoto model // Journal of Statistical Physics. 2010. Vol. 138. P. 270–290. URL: https://doi.org/10.1007/s10955-009-9908-9 (дата обращения: 05.10.2024).
