Метод аналізу ізотерм, поверхневої фрактальної розмірності та динамічного хаосу при вологообміні колоїдних капілярно-пористих музейних експонатів за змінних умов мікроклімату
DOI:
https://doi.org/10.32347/2409-2606.2019.30.6-19Ключові слова:
просторово-часова еволюція, поверхнева фрактальна розмірність, динамічний хаос, квазітверда фаза, колоїдне капілярно-пористе тіло, дивний атрактор, теорія динамічних систем, метод бутстрепаАнотація
На основі ізотерм сорбції-десорбції колоїдних капілярно-пористих тіл (ККПТ), якими є музейні експонати, розрахована їхня поверхнева фрактальна розмірність та досліджені її просторово-часові зміни з урахуванням впливу зміни параметрів повітряного середовища. Розглянуті фізико-хімічні та реологічні властивості колоїдних водних дисперсій у вказаних тілах на базіметодів фрактальної геотермії та уявлень про механізми фізико-хімічних і фізико-механічних процесів у цих системах. Цей опис більш повний порівняно з описом, який використовує лише реологічні дані. Підтверджено, що квазітверді агрегати, утворені у процесах коагуляції при формуванні структурної квазірешітки ККПТ, мають фрактальну структуру, розмірність якої пов’язана з особливостями міжчасткової взаємодії в природних системах. У літературі мало уваги приділено властивостям поверхні ККПТ з точки зору фрактальної геометрії. Розглянута також динаміка утворення у вказаних тілах квазітвердої фази речовини. Встановлена наявність стадії низькорозмірного просторово-часткового хаосу в процесах квазітвердіння. Обговорюється ідея відновлення динаміки росту за структурою ККПТ. Показано, що перехід від рідкого стану речовини до квазітвердої фази є процесом самоорганізації. Для дослідження його динаміки, а також задля оцінки розмірностей дивних атракторів при аналізі даних фізико-хімічних та фізико-механічних експериментів з ККПТ використані відомі у теорії механічних систем: метод Такенса, алгоритм обчислення розмірності речовини (Грассбергера-Прокаччіо, Скіннера), метод бутстрепа Хінклі. Останній є відомим методом імітаційного моделювання у оберненій задачі теорії динамічних систем.
Посилання
Van Danme H. “Flow and Interfacial Iustabilites in Newtonian and Colloidal Fluids.” The Fractal Approach to Heterogemous Chemistry: Surfaces, Colloids, Polymers. Ed. by D. Avnir. 1989. Jolin Wiley&Sons. P. 199-226. ISBN 10: 0471917230, ISBN 13: 9780471917236
Chung-Kung Lee, Cherug-Shyan Tsay. “Surface Fractal Dimensions of Aluminia and Aluminium Borate from Nitrogeu Isotherms.” The Journal of Physical Chemistry. 1998. Vol. 102. P. 4123-4130. https://doi.org/10.1021/jp9803485
Risovic D. “On correlation of fractal dimension of marine particles with depli.” Journal of Colloid and Interface Science. 1998. Vol. 197. P. 391-394. https://doi.org/10.1006/jcis.1997.5277
Pakhovchyshyn S. V., Prokopenko V. A., Hrytsenko V. F. ta in. “Koloidno-khimichni ta likuvalni vlastyvosti nanorozmirnykh system hlynystykh mineraliv.” Nanosystemy, nanomaterialy, nanotekhnolohii. 2004. Т. 2. №3. Р. 1069-1074.
Takens F. “Detecting strange attractors in turbulence.” Dynamical Systems and Turbulence, Warwick 1980.
Р. 366–381. https://doi.org/10.1007/bfb0091924
Lykov A. V. Teoriia teplomasoprovodnosti. Vysshaia shkola, 1967.
Lutsyk R. V., Malkin E. S., Aarzhi Y. Y. Teplomassoobmen pri obrabotke tekstylnykh materialov. Naukova dumka, 1993. 344 с.
Rebinder P. A. O formakh sviazi vlagi s materialom v protsesse sushki i uluchsheniia kachestva materialov. Profizdat, 1958.
Boiarin N. V., Vikhrov S. P. “Prostarnstvenno-vremennoi khaos v protsesse obrazovaniia tverdotelnogo sostoianiia.” Pisma v zhurnal tekhnicheskoi fizyki. 1997. Т.23. №19. P. 77-80.
Ivanova V. S., Balankin A. S., Bunin Y. Zh. Sinergetika i fraktaly v materialovedenii. Nauka, 1994.
Feder E. Fraktaly. Mir, 1991. 298 p.
Pakhovchyshyn S. V., Panko A. V., Pyvovarova N. S., Nikipelova O. M., Matkovskyi O. K, Vashchenko O. O. “Fraktalni kharakterystyky hlaukonitu, hidrosliudy ta donnykh morskykh osadiv.” Nanostrukturnoe materialovedenie. 2006. №1. P. 59-66.
Nikolis H.,Prigozhin Y. Poznanie slozhnogo. Myr, 1990. 342 с.
Baryzhnikov B. V., Ivanov P. S. “Problemy otsenki razmernostei strannykh attraktorov pri analize dannykh biofizicheskikh eksperimentov.” Biofizika. 2000. Т.45. Vyp. 3. P. 520 – 524.
Anishchenko V. S. Slozhnye kolebaniia v prostykh sistemakh: Mekhanizm vozniknoveniia, struktura i svoistva dinamicheskogo khaosa v radiotekhnicheskikh sistemakh. Nauka, 1990.
Grassberger P., Procaccia I. “Characterization of Strange Attractors.” Physical Review Letters. 1983. Vol. 50. P. 346-349.
Efron B. Metody mnogomernogo neparametricheskogo statisticheskogo otsenivaniia. Finansy i statistika, 1988.
Kresteva I. B., Tsyganov M. A.,. Aslandi G. A, Medvinskii A. B., Ivanitskii G. R. “Fraktalnaia samoorganizatsiia v populiatsiiah bakterii Eschericlia Coli: Eksperimentalnoe issledovanie.” Doklady Akademii Nauk (Rossiia). 1996. Т. 351. № 3. P. 406-409.
Lykov A. V. Teoriia sushki. Energoizdat, 1963. – 417 с.
Eksperimetalnyie metody v adsorbtsii i molekuliarnoi hromatografii. Pod red. A. V. Kiseleva, V. M. Driavina. Izd – vo MGU, 1973. 447 с.
Greg S., Sing K. Adsorbtsiia, udelnaia poverkhnost, poristost. Lir, 1984. 306 с.
Brunauer S. Adsorbtsiia gazov i parov. Izdatelstvo inostrannoi literatury, 1948. 352 с.
Eremkin A. I. Razrabotka lokalnykh sistem tekhnologicheskogo konditsionirovaniia vozduha dlia sherstepriadilnykh predpriyatii. Diss. Abstract. Leningrad, 1979.
Korniukhin I. P. “Usloviia sorbtsionnogo ravnovesiia i ikh analiz.” Inzhenerno-fizicheskii zhurnal. 1979. Т.37. Vyp. 3. P. 456-464.
Baryshnikov B. V., Ivanov P. S. “Problemy otsenki razmernostei strannykh attraktorov pri analize dannykh biofizicheskikh eksperimentov.” Biofizika. 2000. Т. 45. Вып. 3. С. 520- 524.
Anishchenko V. S. Slozhnyie kolebaniia v prostykh sistemakh: mekhanizm vozhniknoveniia, struktura i svoistva dinamicheskogo khaosa v radiotekhnicheskikh sistemakh. Nauka, 1990.
Efron B. Metody mnogomernogo neparametricheskogo statisticheskogo otsenivaniia. Finansy i statistika, 1988.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Yurii Chovniuk, Volodymyr Dovhaliuk, Volodymyr Kravchuk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
