|
Постоянно действующий семинар
"Физико-технические проблемы разработки месторождений полезных ископаемых" ВЫСТУПЛЕНИЕ (обсуждение доклада 17.05.2005г.) |
Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН)
|
Материалы обсуждения публикуются в порядке поступления электронных версий от авторов и могут не соответствовать порядку выступлений на семинаре, текст выступлений может отличаться от оригинального в связи с включением в него ответов на вопросы, послесеминарских бесед в рабочем порядке и др. |
Одинцев В.Н. Синергетика в современной геомеханике (направления, методы, результаты исследований).
Шестопалов А.В. (ИПКОН РАН)
17.05.2005. Уважаемые колеги! Я тоже рад, что в нашем институте пополнение, полку синергетиков прибыло! Хорошо, что геомеханика развивается. Плохо, что очень медлено развивается! Меня такие темпы не устраивают! Я 20 лет ждал пока в нашем институте появится хоть кто-то применющий синергетику в исследованиях (в ИПКОНе первый раз на эту тему в 1981г. написал Шестопалов А.В.). Дождался.
Хотя уже в 1975-79 годах вокруг полно было публикаций по синергетике. Позднее, например: в геологии, Институт земной коры СО РАН, монография Ф.А.Летникова (1992г.), в геомеханике Институт угля и углехимии СО РАН (Вылегжанин В.Н. - три монографии на сегодняшний день, первая в 1987 году), Институт металлургии им. А.А.Байкова РАН г.Москва (материаловеды, разрушение металлов) - 1974-75гг. и по сегодняшний день Иванова Вера Семеновна здравствует и каждые два года проводит симпозиум по фракталам и прикладной синергетике (ФиПС). Список можно продолжить институтами за Уралом (г.Томск, г.Улан-Удэ).
Кор-р-роче ... наш институт был аутсайдером, в т.ч. и среди институтов горного профиля. Но сейчас, я думаю, после этого семинара он выходит из этого кризиса. А то не-хера-шо получалось, мало того, что после 1997г. нас формально обошли МГГУ (Пучков Л.А.), ВостНИИ (Трубицына Н.В.), ИГД им.А.А.Скочинского (Ищук И.Г.), РосНИИГД (Палеев Д.Ю.), но даже Украина ("окраина") и то впереди нас. В Институте геотехнической механики НАН Украины уже докторские принимают по синергетике (Паламарчук Т.А. Теоретические основы геофизической диагностики геомеханического состояния породного массива с учетом синергетических процессов. - 2002.). Работа была успешно защищена в 2002 году.
Еще я хочу сказать следующее. Владимир Николаевич (Одинцев) сегодня нам рассказывал много кое-чего, но заявленной в названии доклада "синергетики в современной геомеханике", извините, я в его докладе не услышал (кроме обзора широко известных публикаций не по геомеханике). Я согласен с ним, что у Пучкова Л.А. тоже нет синергетики ("притянута за уши")! При этом могу добавить, что в МГГУ такие работы не ведутся. Что касается публикации Пучков Л.А., Аюров В.Д. Синергетика горнотехнологических процессов. - М.: МГГУ, 1997., то Валерий Дмитриевич (Аюров) привез ее из Алчевского горно-металлургического института в виде докторской диссертации и после защиты, судя по публикациям, к этой теме больше не возвращался. Монография об управлении, о вентиляции ... и могла бы спокойно обойтись традиционными представлениями без упоминания синергетики.
Что такое есть синергетика? Чтобы не получилось содоклада я вынужден ограничиться несколькими основными замечаниями. Первое - синергетика это коллективное поведение, в результате которого в системе появляются свойства, которые отсутствуют у всех участников этого поведения. До синергетики самоорганизация была в биологии, медицине, зоологии, ботанике, ... т.е. во всем живом, но то, что упорядоченные структуры могут появляться в неживой материи, было в 80-е годы очень удивительным. Институт прикладной математики им.М.В.Келдыша РАН сделал ряд прорывных работ, в частности Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. (первый умер прошлым летом, второй жив здоров). У них горение активной среды, локализация процесса. Это в геомеханике есть то, о чем говорил Одинцев В.Н. Мы в горном деле это видим (наблюдаем), например, это упорядоченная дезинтеграция пород вокруг горной выработки. Он удивляется чередованию "разрушенные - неразрушенные породы - разрушенные". Выброс угля и газа есть тоже локализация. Локализация - это автоволновой процесс, который был впервые смоделирован на "голых" математических уравнениях в институте им.М.В.Келдыша и назван "режимом с обосрением". Если в интернете по поиску набрать "режим с обострением", то будет порядка 40-50 тысяч ссылок - очень активно эта модель используется во всех областях знания.
Существует две синергетики: одна синергетика для закрытых систем (неравновесная термодинамика, классические фазовые переходы, например процесс кристаллизации который может протекать ну очень медлено, например остывание расплава металла). Вторая синергетика для открытых систем - это скачкообразные процессы. Это хрупкое разрушение - псевдофазовые переходы которые протекают мгновенно, скачкообразно и к которым уместно применение теории катастроф Р.Тома. Когда я у Одинцева В.Н. спросил: "Чем будут отличаться его исследования от того что я сделал (у меня порядка 80-ти публикаций на эту тему)"? Он сказал, что будет заниматься, в отличии от меня, математикой. В связи с этим хочу ему настоятельно советовать метод клеточных автоматов.
Клеточные автоматы - это мягкое математическое моделирование, которое в отличие от жесткого математического моделирования не требует знания коэффициентов (предела прочности, модуля Юнга и т.п.) в дифуравнении Пуассона, благодаря чему оно сводится к уравнению Лапласса. Явление, которое он собирается моделировать не известно на уровне феноменологии. И в солях, и в углях, и в песчаниках происходит один и тотже процесс - внезапный выброс угля, породы и газа, горный удар, трещинообразование. Каменная соль отличается от песчаника так сильно, что искать какие-то отличия в углях в зоне выброса и вне зоны, ну просто бессмыслица! Поэтому я призываю принять концепцию, что процесс не зависит от свойств среды, т.е. одинаково протекает во всех средах.
В этом случае, клеточный автомат - лучший и единствено возможный инструмент. А для того, чтобы исследовать математически явление, как это хочет делать Владимир Николаевич (Одинцев), нужно знать механизм явления хотя бы на уровне феноменологии. В отличие от самолетостроения, где можно все расчитать, при помощи математической модели интерполировать и экстраполировать, в геомеханике строгую детерминированную жесткую матмодель неизвестного механизма не с чем сопоставить (пронормировать)! Механизм явления для Одинцева В.Н. не известен, поэтому модель не может быть ни подтверждена ни опровергнута экспериментом.
Наверное достаточно об этом. В частной беседе, если кто пожелает ..., я об этом могу говорить очень долго. В заключение я хочу поблагодарить докладчика за то, что он занялся этими вопросами.
Спасибо за внимание.
