Fronts Fronts Zoltán Rácz Zoltán Rácz Institute for Theoretical Physics Eötvös University Homepage: poe.elte.hu/~racz Patterns.

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
Mintacím szerkesztése •Mintaszöveg szerkesztése •Második szint •Harmadik szint •Negyedik szint •Ötödik szint D modelling in the terrestrial.
Advertisements

1.A hallàsi rendszer egyszerű: -- nem lineàris (1 dB be 1 dB ki) -- sàvszűrő ~àllandó Q-val ? inhibició, komodulalt takaras leengedese (CMR) -- mindez.
„Songlish” How not to be a „Bicky Chewnigh”. Lehet zöld az ég…
Számold meg a fekete pontokat!
Grafika. 2 Mértékek és koordináta rendszer Használjuk a RGB és QBColor függvényeket a színekhez Grafika létrehozása Load/change picture futási időben.
Course Situation and Event Driven Models for Multilevel Abstraction Based Virtual Engineering Spaces Óbuda University John von Neumann Faculty of Informatics.
Egy komponensű folyadékok Klasszikus elmélet
Elektroanalitikához segédábrák Az ábrák több, részben szerzői jogokkal védett műből, oktatási célra lettek kivéve. Csak az intranetre tehetők, továbbmásolásuk,
The Dutch approach toward Youth probation A fiatalkorúak pártfogó felügyeletének holland megközelítése.
Torr-1 Pierre Fermat, the great French mathematician (and lawyer) asked the following problem from Torricelli, the physician living in Firense: Find.
Fotoionizációs hatásfok Photoionization efficiency (PIE) Az NO PIE görbéje.
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával Chapter 8 / 1 C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames.
C h a p t e r 5 Spatial Buckling of Struts
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával Chapter 3 / 1 C h a p t e r 3 Stability Functions.
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával Chapter 2 / 1 C h a p t e r 2 Plane Buckling of Struts Iványi: Stability.
Entropy Lawrence Sklar: Up and Down, Left and Right, Past and Future.
Innovatív elemek a SKA végrehajtásban Innovative elements in SCF implementation.
2014BME. Mi is az az AIESEC? Hallgatók által vezetett nemzetközi non-profit szervezet Mintegy aktív tag 113 ország 2 fő profil – Tagok fejlesztése.
Slides for Quantum Computing and Communications – An Engineering Approach Chapter 7 Searching in an Unsorted Database Sándor Imre Ferenc Balázs.
Topological phase transitions in equilibrium network ensembles Collegium Budapest, June 2004 Networks and Risks Thematic Institute How do the properties.
To make long stories short … from the last 24 years András Sebő, CNRS, G-SCOP, Grenoble Kathie: We would like the talks to be easy to understand. Jack.
PPKE ITK 2009/10 tanév 8. félév (tavaszi) Távközlő rendszerek forgalmi elemzése Tájékoztatás
From eco-efficiency to sustainable production Maria Csutora Pietro Bertazzi The workshop is based on research done in the HU-0056 “Sustainable consumption,
Komm. rendsz. 3. előadás szept Infocommunication systems Infokommunikációs rendszerek Lecture 3. előadás Radio transmission Rádiós átvitel.
Csapadék Naturwiss. Wochenschrift 11, 353 (1896) Ostwald Wo., Wi. Fotográfia Lord Rayleigh Csapadékképz ő dés Thompson J.J. elmélete : Kristálynövesztés.
Szeparációs Módszerek Molnár Péter Állattani tanszék.
Mikro- és nanotechnológia Vékonyréteg technológia és szerepe a CRT gyártásban Balogh Bálint szeptember 21.
Alapítva: 1870 ORSZÁGOS METEOROLÓGIAI SZOLGÁLAT Hungarian Meteorological Service Györgyi Baranka Training Workshop for National Meteorological and Hydrological.
„Tisztább kép” – együttműködési program Az új szintetikus drogok feltérképezéséért 2 nd European Workshop – ’Breaking the Drug Cycle’ project Budapest,
The formation and structure of the Earth The lithosphere and the soil as power equipment and hazard 1.
Előrelépés a digitális akadémiai világban Béky Endre Elsevier 2006 október 18.
AGILE COCKTAIL – Shaken or stirred HWSW free!
A közel- és a távoltér This presentation is based on the following books and articles: Ron Schmitt, Understanding electromagnetic fields and antenna radiation.
ResearcherID bemutatása
Test Automation Kurzus Intro
Szupermasszív fekete lyukak keletkezése
Is the general geomorphology of Alpokalja related to the basement structure? between Styrian and Pannonian Basin due to Neogene tectonics Gábor Kovács.
Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék
"Shoes on the Danube Bank”
XDSL hálózatok tervezése 9. Előadás
Indicators for climate sensitivity studies
(Резьба по яичной скорлупе)
Miklós Kóbor Department of Geophysics & Space Sciences,
Műszaki Anyagtudományi Kar, Kerámia és Polimermérnöki Intézet
University of Dunaújváros
Farkas Bálint | Technical Evangelist | Microsoft
Inverter applications
Volume 68, Issue 5, Pages (November 2005)
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD c. egyetemi docens
Blockchain…de mi hajtja?
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD c. egyetemi docens
Ruletták a Minkowski síkon
FELSŐNYÉK, MAGYARORSZÁG
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD c. egyetemi docens
Polymer Theory Why are we looking at polymer theory?
Pairwise object comparison based on Likert-scales and time series – the idea of human-oriented science in light of artificial intelligence and value.
Eltérések a pitvari és kamrai ioncsatornák tulajdonságaiban
Túlfeszültség védelem a hálózaton
Posibilities of strength-enhancing
Készletek kezelése építőipari logisztikai feladatok során
HWSW Meetup – Felhő és ami mögötte van
ALSONANA INTERNATIONAL FORUM
Számítógépes grafika Bevezetés
Basic notions of acoustics
egyetemi docens, tanszékvezető, KJE
(Резьба по яичной скорлупе)
Számold meg a fekete pontokat!
Build /24/2019 © 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION.
ALSONANA INTERNATIONAL FORUM
Holográfia Gábor Dénes (Dennis Gabor): a Hungarian electrical engineer and physicist, he invented the holography. He received the 1971 Nobel Prize in Physics.
Előadás másolata:

Fronts Fronts Zoltán Rácz Zoltán Rácz Institute for Theoretical Physics Eötvös University Homepage: poe.elte.hu/~racz Patterns from moving fronts (1) Importance of moving fronts: Patterns are manufactured in them. Examples: Crystal growth, DLA, reaction fronts. Dynamics of interfaces separating phases of different stability. Classification of fronts: pushed and pulled. (2) Invasion of an unstable state. Velocity selection. Example: Population dynamics. Stationary point analysis of the Fisher-Kolmogorov equation. Wavelength selection. Example: Cahn-Hilliard equation and coarsening waves. (3) Diffusive fronts. Liesegang phenomena (precipitation patterns in the wake of diffusive reaction fronts - a problem of distinguishing the general and particular). Literature W. van Saarloos, Front propagation into unstable state, Physics Reports, (2003) M. C. Cross and P. C. Hohenberg, Pattern Formation Outside of Equilibrium, Rev. Mod. Phys. 65, 851 (1993).

Fronts separating stable and unstable phases crystallization fronts chemical reaction fronts The problems: stableunstable (1) What is the speed of the front? (2) Is there any nontrivial structure in the wake of the front?

precipitate Naturwiss. Wochenschrift 11, 353 (1896) A random experiment Zrínyi, 95 Liesegang phenomena d=1 d=3 d=2 Nontrivial patterns in d=1-3 dimensions agates A B C

Infection front: Fisher-Kolmogorov-Piskunov equation Initial condition x n - concentration of the infected (immune) 1 0 Fixed shape moving with velocity v? Solution exists for arbitrary v stable unstable 02 v stable v*=2 selected velocity

FKP equation: Instability at small velocities Initial condition x n 1 0 Fixed shape Solution exists for arbitrary v v - friction v (friction) smalloscillations around 0 unphysical (n<0) 10

FKP equation: Instability at small velocities Solution 10 Unphysical (n<0) oscillations for small v Small limit: 02 v unstable stable v*=2 selected velocity (marginal stability theories)

FKP equation: Leading edge analysis looking for stationary point in the moving frame Initial condition x n 1 0 Fixed shape Assumption: Leading edge determines the velocity (the front is pulled by the leading edge) linearization Fourier transform

FKP equation: Leading edge analysis II Looking for stationary point in the moving frame ~const Stationary phase Stationarity in the moving frame: Selected velocity: x n 1 0

Conservation laws and moving fronts: Cahn-Hilliard equation x n 1 0 stable unstable x n 1 0 stable unstable stable 1 n 0 F(n) n is conserved: unstable initial condition x n 1 0 stable v

Derivation of the Cahn-Hilliard equation n is conserved: 1 n 0 F(n) The flux of particles should reduce the chemical potential: continuity equation kinetic coefficient From : can be scaled out

Conservation laws and moving fronts: Cahn-Hilliard equation 1 x n 1 0 stable v unstable Standard form: Questions: (1)What is the velocity of the front? (2)What is the wavelength of the pattern left in the wake of the front?

Linear stability analysis of the CH equation Linearization: 1 n 0 F(n) Fourier modes Dispersion Linear instability: It leads to spinodal decomposition Inflection points in F(n) constant in space

Pulled front in the CH equation Linearization + Fourier modes x n 1 0 stable v unstable Looking for stationary point in the moving frame ~const Stationary phase Stationarity in the moving frame: goes to zero at spinodal

Pulled front in the CH equation Results: x n 1 0 stable v unstable Stationary phase Stationarity in the moving frame:

Wavelength observed in the lab Wavelength: distance between the maximal densities x n 1 0 stable v unstable Oscillation in the comoving frame with period In the moving frame: In the laboratory frame: Wavenumber:

Liesegang mintázatok d=1d=3d=2d=3 Achátok Zrínyi, 95 Nemtriviális mintázatok d=1-3 dimenzióban Történeti megjegyzés: Gyógyítja a: kígyómarást, skorpiószúrást, lázat. Megvéd: fert ő zést ő l, villámlástól. Hosszú életet biztosít. Perzsa mágusok, bizánci császárok és reneszánsz uralkodók kedvencei.

Characterization of patterns Experiment Matalon-Packter law a0a0 b 0 ~ a 0 A +BC distance from the interface time of appearence width Width law Spacing law Time law n Other (not general) observations: inverse patterns, fine structure between bands, …

Elméletek W. Ostwald (1897), N.R. Dhar et al. (1925), C. Wagner (1950), S. Prager (1956), Ya.B. Zeldovitch et al. (1960), S. Shinohara (1970), M. Flicker et al. (1974), A B a0a0 b0b0 A + BI 1 I 2 ? 1 2 S. Kai et al. (1982), G.T. Dee (1986), B. Chopard et al. (1994), … A B a0a0 b0b0 c0c0 forrása L. Gálfi and Z.R., PRA 38, 3151 (1988) C ion-szorzat túltelítés nukleáció és növekedés C

Liesegang sávok fázisszeparáció modellje c c A B Szabadenergia: c forrása F(c) A B a0a0 b0b0 c0c0 C PRL 83, 2880 (1999) c0c0 clcl chch Megmaradási törvény: T

c c x xnxn x n ~ Q (1+p ) n p = p(a 0,b 0 ) Termodinamika rögzíti c h és c l -t, és c megmaradásából következik movie A B Cahn-Hilliard egyenlet forrással w n ~ x n chch clcl Liesegang sávok fázisszeparáció modellje II c0c0 C

Távolság-törvény a0a0 b0b0 c0c0 Csapadékképz ő dés feltétele c>c * C c*c* c*c* c*c* c*c* c*c* Megmaradási törvény: Matalon-Packter T. Antal et al., J.Chem.Phys. 109, 9479 (1998) a0a0

Prognosztika: egy sáv megjelenési ideje Physica A274, 50 (1999) c x xnxn chch clcl DaDa DbDb b0b0 c0c0 C a0a0 Paraméterek meghatározása kísérletb ő l c0c0 DfDf hossz-skála: id ő skála: A dinamika részletei:

Solidification (Stefan problem in d=1) T 0 – melting temperature Equations: solidliquid T 0 – Δ supercooledT S ≤ T 0 (solid) (liquid) Boundary conditions: At the solid-liquid (plane) interface: Equilibrium at melting temperature (assumption). Latent heat must be conducted away. D S – heat diff.coeff. in solid D l – heat diff.coeff. in liquid – heat cond. coeff. L – latent heat