远平衡非线性系统耗散结构热力学规律研究

本项目在深入研究直拉法晶体生长系统中辐状、旋转辐状、波状、热波状等大量个别耗散结构动力学的基础上，从非平衡热力学角度探索远平衡非线性系统耗散结构形成过程和演变过程中应遵循的共同热力学规律。首先，建立晶体生长系统的物理数学模型，开发高效高精度计算程序，通过大规模数值模拟，构建辐状数、波条数、螺旋方向、频率变化各异的耗散结构样本，使用正交分解法，准确确定这些耗散结构的空间结构和动力学行为；其次，使用相似原理，将高温系统中的这些耗散结构用低温冷模型实验再现，验证数值计算；再次，使用本项目提出的两个方法，计算这些耗散结构的能量耗散和热力学参数如熵、熵流、熵产、超熵产在形成和演变过程中的变化规律，重点研究超熵产分叉和沿能量耗散线对称问题；最后，归纳总结出远平衡非线性系统耗散结构形成和演变的共同热力学规律。本研究对于丰富和发展非平衡态热力学和耗散结构理论有着重要理论意义，可望获得创新性研究成果。