固体“类流态”振荡时间序列分析及相关性研究

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1、中文摘要固体“类流态”是固体表面及其内部存在的一种类似于流体的状态，是除气、液、固、液晶之外的一种新的物质存在的形式。“类流态”普遍存在于各类固体物质中，当外界条件达到“类流态”胞区出现的临界值时，固体中就会出现这种状态。在金相显微镜下观察，“类流态”现象呈现为随时间变化的振荡花样。振荡花样具有类液性、随机性和分形特征。固体“类流态”的振荡过程是一种典型的非线性动力学过程。本文在前人研究的基础上，通过对类流态胞区运动录像资料的处理，用非线性动力学的方法对胞区振荡时间序列进行了动力学分析，重构了动力系

2、统的相空间，计算了分形维数，Lyapunov指数和Hurst指数。证明类流态在常温常压下是一种非常复杂的，具有正的最大Lyapunov指数的混沌运动状态。混沌运动貌似随机，实际上在其内部存在着规律性。“类流态”胞区的振荡还蕴含着深刻的材料物理内涵。本文应用混沌相关性理论对“类流态”胞区振荡时间序列进行了计算，分析了胞区振荡过程中胞区内部各个物质点之间的振荡相关程度，证明“类流态”胞区在混沌运动的同时还存在着相关性，且相关程度随着振荡过程的进行发生变化。在相关性计算结果的基础上，借助于耗散结构理论分析

3、了“类流态”胞区的出现机理，证明了“类流态”胞区的出现是一个非平衡相变过程。关键词：类流态、振荡胞区、相空间重构、混沌相关性、耗散结构、非平衡相变ABSTRACTSolidquasi-fluidstate，whichissimilartoliquidandexistsinsurfaceandinteriorofsolid，isanewkindofstatebesidesgas，liquid，solidandliquidcrystal．Whentheexternalconditionreachesth

4、ecrkicalvalue，thephenomenonwillappearinsolids．Solidquasi—fluidstatephenomenonshowitselfasoscillationpatternschangingwithtimeundermetalloscope．Theoscillationpatternshavecharacterslikeliquid—similarity,random／cityandfractal．Inthispaper,accordingtothepred

5、ecessors’studies，thechaoticdynamicsofthequasi—fluidcelloscillationtimeseriesinsolidisanalyzed．Thedynamicalsystemphasespaceisreconstructed；thesystemparametersarecalculated，suchasfractaldimensions，LyapunovexponentsandHurstexponent．Theresultsprovedthatthe

6、quasi—fluidisaverycomplexchaoticstate，havingthepositivelargestLyapunovexponent．Thereisorderlinessinchaoticmovementwhichlookslikerandommovement．Theoscillationmovementofquasi—fluidcellshasprofoundconnotativemeaningofmaterialsphysics．Byemployingchaoticcor

7、relationtheory,thecorrelationofsubstancepointsofnonlinearoscillationcellhasbeenstudied．Theresultsshowedthatsubstancepointsofnonlinearoscillationcellarecorrelativeandtheextentofcorrelationchangesastimegoesby．Accordingtotheresultsofcorrelation，themechani

8、csofappearanceofquasi—fluidstatecellhasbeenstudiedbyusingdissipativestructuretheory。Theappearanceofquasi-fluidstatecellisannonequilibriurnphasetransition．Keywords：quasi-fluidstate，oscillationcell，phasespacereconstruction，chaoticcorrelat