Математические модели термогидродинамических процессов при фазовых превращениях в природных и металлических системах

• Автор: Черепанова, Вера Корнилиевна
• Шифр специальности: 01.02.05, 25.00.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 172 с. : ил.

Введение.
Глава 1. Анализ механизмов эндогенного рудообразования и формирования структур в природных и металлических системах

1.1. Особенности формирования структур при затвердевании силикатных жидкостей

1.1.1. Стеклование расплавов в природных и техногенных условиях

1.1.2. Дифференциация силикатного расплава у вертикального фронта кристаллизации.

1.2. Формирование эндогенных структур при затвердевании металлических и природных расплавов

1.2.1. Особенности затвердевания расслаивающихся расплавов

1.2.1.1. Теплофизические и термодинамические условия возникновения и развития явления расслоения в жидких системах

1.2.1.2. Механизмы формирования дисперсных структур в расслаивающихся сплавах

1.2.2. Особенности формирования включений при ликвации природных расплавов.

1.2 3. Формирование полосчатых структур при кристаллизации магматических расплавов

1.3. Динамика кипения базитовых расплавов в магматических камерах и развитие гидротермальных систем
1.3.1. Образование газоусадочных включений пор при затвердевании расплавов
1.3.2. Развитие ретроградного кипения в затвердевающих магматических системах.
1.4. Тепломассоперенос при сублимации металлорганических соединений и минералов
Глава 2. Влияние условий затвердевания на формирование структур в силикатных системах
2.1. Образование стеклокристаллической структуры при охлаждении силикатных жидкостей.
2.1.1. Постановка задачи и решение
2.1.2. Анализ результатов.
2.2. Влияние свободной конвекции силикатного расплава на перераспределение примеси у вертикального фронта кристаллизации
2.2.1. Постановка задачи и решение
2.2.2. Анализ асимптотического решения
2.2.3. Тепловая конвекция.
2.2.4. Анализ результатов.
2.3. Выводы
Глава 3. Формирование гетерогенных структур при затвердевании металлических и природных расплавов
3.1. Затвердевание расслаивающихся металлических сплавов.
3.1.1. Направленное затвердевание расслаивающегося бинарного сплава
3.1.2. Расслоение гомогенного расплава
3.1.3. Решение уравнений массопереноса
3.1.4. Условия формирования различных типов структуры.
3.1.5. Решение уравнения теплопереноса
3.1.6. Анализ результатов.
3.2. Влияние термодинамических процессов и свободной конвекции в магматических расплавах на формирование рудных включений.
3.2.1. Постановка задачи
3.2.2. Уравнения тепломассопереноса и краевые условия.
3 Условия образования и захвата включений фронтом кристаллизации
3.2.4. Автомодельное решение уравнений тепломассопереноса.
3.2.5. Анализ результатов.
3.3. Образование полосчатой химической неоднородности при ритмической кристаллизации природных расплавов.
3.3.1. Постановка задачи и решение
3.3.2. Анализ результатов
3.4. Выводы.
Глава 4. Эволюция эндогенных гидротермальных систем и формирование областей рудных отложений.
4.1. Термо и гидродинамические условия образования газовой пористости в затвердевшей породе.
4.1.1. Механизм формирования изолированной и связанной газоусадочной пористости
4.1.2. Математическая модель и критерий формирования связанной пористости
4.1.3. Анализ результатов. Влияние параметров кристаллизации на характер ретроградного кипения
4.2. Динамика фазовых фронтов во флюидных рудообразующих
системах
4.2.1. Постановка задачи.
4.2.2. Математическая модель.
4.2.3. Алгоритм численного решения.
4.2.4. Анализ результатов
4.3. Выводы.
Глава 5. Конвективный тепломассоперенос при сублимации металлорганических соединений и минералов.
5.1. Нестационарная модель тепломассопереноса при сублимации пластины
прекурсора в плоском канале.
5.1.1. Постановка задачи и решение.
5.1.2. Анализ результатов
5.2. Модель динамики сублимирования пород литосферы над очагами
базитовых расплавов.
5.2.1. Постановка задачи и решение.
5.2.2. Анализ результатов
5.3. Выводы.
Заключение
Список литературы


Т7 имеет точку перегиба при концентрациях с и , являющихся спинодальными составами при температуре Т и находящимися между точками а и Ь. Если функция свободной энергии существует и не имеет разрывов, то точки перегиба должны существовать при всех температурах, лежащих ниже верхней критической температуры. Поэтому область нестабильности показана на рис. Область метастабилыюсти существует между спинодалыо и фазовой границей. Если однородную фазу путем охлаждения перевести в эту область, то она станет метастабильной и разделится на две фазы, если вторая фаза может образовывать зародыши. Любой процесс в системе, приводящий к разделению на области, даже немного отличающиеся по составу, будет увеличивать свободную энергию системы. Однако если перевести однородную фазу в область нестабильности между с и с, то система может непрерывно снижать свою свободную энергию путем постоянного изменения состава до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие двух фаз состава а и Ь. Рис. Зависимость свободной энергии от состава. Пояснение обозначений в тексте. Таким образом, в данной работе сделан очень важный вывод. В системах с областью расслоения однородная жидкая фаза ниже спинодали является нестабильной при бесконечно малых флуктуациях состава и самопроизвольно разделяется на две взаимозависимые фазы, различающиеся только по составу. Между спинодалыо и соответствующей фазовой границей для расслоения, т. Исследованию монотектического затвердевания несмешивающихся жидкостей посвящено значительное количество работ. Это работы, в которых изучались бинарные металлические системы на основе алюминия А1 п, А1 В, А1 РЬ и др.