Preview

Nuclear Physics and Engineering

Advanced search

UNIVERSAL FEATURES OF DYNAMIC FAILURE AND TURBULENCE PHENOMENA CAUSED BY THE CRITICAL BEHAVIOR OF NONLINEAR SYSTEMS

https://doi.org/10.56304/S207956292406037X

EDN: NYPQTM

Abstract

Universal features of dynamic failure and turbulence phenomena are considered on the basis of research results and literature data analyses. The absorbed energy density causing the failure is comparable to the energy parameter of the crystal lattice E, which is fractions of electronvolt per atom in the range of nonequilibrium states t ~ 3 ⋅ 10–10–10–6 s. Macrofailure, changing the body connectivity, arises when approaching the critical density of the failure center cascade, i.e., percolation cluster, through the cascade of bifurcations. Fully developed turbulence is a chaotic dynamics, which is related to the stochastic instability of the transition through a sequence of period-doubling bifurcations, through intermittency etc. At present, a strict mathematically grounded theory of dynamic failure phenomena of condensed matters and turbulence theories are absent, which implies the application of scaling relations and phenomenological approaches for their description. On the basis of design-theoretical studies and literature data analysis, it has been shown that phenomena of dynamic metal failure and fully developed turbulence are analogous, meaning that these processes have close values of critical exponents and belong to one universality class.

About the Authors

N. I. Sel’chenkova
Russian Federal Nuclear Center All-Russia Research Institute of Experimental Physics
Russian Federation


A. Ya. Uchaev
Russian Federal Nuclear Center All-Russia Research Institute of Experimental Physics
Russian Federation


References

1. Илькаев Р.И., Учаев А.Я., Новиков С.А., Завада Н.И., Платонова Л.А., Сельченкова Н.И. // Докл. Акад. наук. 2002. Т. 384 (3). С. 328–333.

2. Илькаев Р.И., Пунин В.Т., Учаев А.Я., Новиков С.А., Кошелева Е.В., Платонова Л.А., Сельченкова Н.И., Юкина Н.А. // Докл. Акад. наук. 2003. Т. 393 (3). С. 326–331.

3. Кошелева Е.В., Пунин В.Т., Сельченкова Н.И., Учаев А.Я. Общие закономерности иерархических релаксационных процессов в металлах при воздействии импульсов проникающих излучений: монография. 2015. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ.

4. Сельченкова Н.И., Учаев А.Я., Кошелева Е.В. Разрушение металла при воздействии проникающих разрушений: курс лекций. 2021. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ.

5. Сельченкова Н.И., Учаев А.Я. // Ядерная физика и инжиниринг. 2022. Т. 13 (6). С. 558–568 [Sel’chenkova N.I., Uchaev A.Ya. // Phys. At. Nucl. 2022. V. 85 (10). P. 1744–1753].

6. Сельченкова Н.И., Учаев А.Я. // Ядерная физика и инжиниринг. 2024. Т. 15 (1). С. 48–56 [Sel’chenkova N.I., Uchaev A.Ya. // Phys. At. Nucl. 2023. V. 86 (9). P. 2076–2084].

7. Фейгенбаум М. // Усп. физ. наук. 1983. Т. 141. С. 343–374.

8. Федер Е. Фракталы. 1991. Москва: Мир [Feder J. Fractals. 1988. New York: Plenum].

9. Шредер М. Фракталы, хаос, степенные законы: миниатюры из бесконечного рая. 2001. Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика.

10. Пригожин И. Конец определённости. Время, хаос и новые законы природы. 2000. Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика [Prigogine I. The End of Certainty. Time, Chaos and the New Laws of Nature. 1997. New York: The Free Press].

11. Гапонов-Грехов А.В., Рабинович М.И. // Природа. 1981. № 2. С. 54−65.

12. Синай Я.Г. // Природа. 1981. № 3. С. 72−80.

13. Климантович Ю.Л. // Письма в журнал технической физики. 1988. Т. 14 (7). С. 631–634.

14. Базаров И.П. Термодинамика. Учеб. пособ. для унтов. Изд. 2-е перераб. доп. 1976. Москва: Высш. школа.

15. Вильсон К., Когут Дж. Ренормализационная группа и ε-разложение. 1975. Москва: Мир.

16. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. и др. Физические величины: Справочник. Под ред. Григорьева И.С., Мейлиховой Е.З. 1991. Москва: Энергоатомиздат.

17. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. 1974. Москва: Наука.


Review

For citations:


Sel’chenkova N.I., Uchaev A.Ya. UNIVERSAL FEATURES OF DYNAMIC FAILURE AND TURBULENCE PHENOMENA CAUSED BY THE CRITICAL BEHAVIOR OF NONLINEAR SYSTEMS. Nuclear Physics and Engineering. 2024;15(6):613-623. (In Russ.) https://doi.org/10.56304/S207956292406037X. EDN: NYPQTM

Views: 26


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-5629 (Print)
ISSN 2079-5637 (Online)