Komplex rendszerek dinamikája = Dynamics of complex systems

Pusztai, Tamás and Börzsönyi, Tamás and Gránásy, László and Iglói, Ferenc and Tegze, György (2011) Komplex rendszerek dinamikája = Dynamics of complex systems. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 62588_ZJ1.pdf Download (461kB) | Preview

Abstract

Térelméleti módszerekkel vizsgáltuk a túlhűtött folyadékból a kristályos fázisba átvezető kritikus fluktuációk tulajdonságait. Megmutattuk, hogy a Ginzburg-Landau sorfejtésen alapuló modellek kielégítő pontossággal adják meg a nukleációs gát magasságát. A polikristályos megszilárdulás 3D leírására a kristálytani orientáció kvaternió-reprezentációján alapuló fázismező elméletet dolgoztunk ki, mellyel olyan komplex alakzatok képződését modelleztünk, mint az egymással kölcsönható dendritek, a szferolitok széles skálája, ill. a shish-kebab morfológia. Egyszerű dinamikus sűrűség funkcionál elmélet keretében a kristályos megszilárdulás mikroszkopikus vonatkozásait vizsgáltuk a kristály nukleációt megelőző amorf prekurzor megjelenésétől, a diffúziós instabilitásokon át, a versengő diffúzió kontrollált és diffúzió mentes modusok mintázatképződésben játszott szerepéig. Klasszikus és kvantum rendszerek nem-egyensúlyi relaxációját vizsgáltuk gyorshűtési folyamatok során ahol a rendszer kezdő állapotát különböző feltételekkel szabályoztuk. Tanulmányoztuk a dinamikai folyamat során kialakuló fürtök és a fázisokat elválasztó határrétegek tulajdonságait és vizsgáltuk a mintába befagyott rendezetlenség szerepét is. | We have used field theoretic models to characterize the heterophase fluctuations that drive the system from un-dercooled liquid to the crystalline state. We have shown that models relying on Ginzburg-Landau expanded free energy predict the nucleation barrier fairly accurately. We have developed a phase-field theory relying on the qua-ternion representation when describing crystallographic orientation in 3D. Using this approach, formation of complex solidification patterns such as interacting dendrites, a variety of spherulites, and the shish-kebab mor-phology has been modeled. Using a simple dynamical density functional theory, we have explored the micro-scopic aspects of crystallization, including the formation of amorphous nucleation precursors, the diffusional in-stabilities, and the role competing diffusionless and diffusion controlled growth modes play in pattern formation. We have studied non-equilibrium relaxation of classical and quantum systems following a quench in which the initial state of the system is prepared in different forms. We have investigated the properties of the clusters, as well as the behavior of the interface which separates the evolving phases. We have also studied the role of quenched disorder in such processes.

Actions (login required)

Edit Item