37 research outputs found
Csatolt kémiai rendszerek dinamikája: koherens viselkedés, kontroll és szinkronizáció = Dynamics of coupled chemical systems: coherent behaviour, control and synchronization
Az EurĂłpai Tudományos Alap (ESF) által támogatott "Funkcionális dinamika ..." (FUNCDYN) cĂmű programhoz kapcsolĂłdva cĂ©lul tűztĂĽk ki globálisan csatolt rendszerek dinamikai vizsgálatát. CĂ©lunk a szinkronizáciĂł kialakulását szabályozĂł törvĂ©nyszerűsĂ©gek megismerĂ©se volt - elsĹ‘sorban elektrokĂ©mia rendszerek kĂsĂ©rletekre Ă©s modellszámĂtásokra alapozott vizsgálatával. A terveknek megfelelelĹ‘en továbbfejlesztettĂĽk az elektrokĂ©mia oszcillátorok vizsgálatára alkalmazott kĂsĂ©rleti berendezĂ©sĂĽnket. Ăšj vezĂ©rlĹ‘programokat Ărtunk Ă©s teszteltĂĽnk, melynek során felfedeztĂĽk, hogy az elektrokĂ©miai oszcillátorok fázisdiagrámjának a forgĂł korong-elektrĂłd mĂ©retĂ©tĹ‘l Ă©s forgási sebessĂ©gĂ©tĹ‘l valĂł fĂĽggĂ©se Ăşn. skálatörvĂ©nyel ĂrhatĂł le. Egy magyar-román TĂ©T egyĂĽttműködĂ©si pályázat kiegĂ©szĂtĹ‘ támogatásával közös kutatást kezdtem Adrian Birzuval (A.I. Cuza University, Iasi). FORTRAN nyelven kifejlesztett programcsomag alkalmazásával modellszámĂtásokat vĂ©geztĂĽnk kĂ©t ill. 128 csatolt S-NDR tĂpusĂş elektrokĂ©miai oszcillátor kollektĂv viselkedĂ©sĂ©nek jellemzĂ©sĂ©re. A szinkronizáciĂł klasszikus kialakulása mellett egy Ăşj jelensĂ©get is találtunk, az Ăşn. dinamikai klaszterkĂ©pzĹ‘dĂ©st. Az OTKA pályázat lehetĹ‘vĂ© tette szakmai egyĂĽttműködĂ©semet egykori PhD hallgatĂłmmal, Kiss István Zalánnal (ma a Saint Louisi Egyetem, USA, professzora), akivel kutatást vĂ©geztĂĽnk az elektrokĂ©miai oszcillátorok dinamikájának vezĂ©rlĂ©sĂ©re az Ăşn. kĂ©sleltetett visszacsatolási algoritmusok alkalmazásával. | With this project, our goal was to study the dynamics of globally coupled systems as part of the FUNCDYN (Functional dynamics ...) programme supported by the European Science Foundation. We hoped to learn about the rules that govern the appearance of synchrony - especially by studying electrochemical systems experimentally and by numerical modelling. We upgraded our electrochemical measuring system. New control programs have been written and tested, during which we have discovered a new scaling relationship. It defines the dependence of the oscillatory phase diagram on the electrode size and rotation rate of a disk-electrode. With the additional support from a Hungarian-Romanian S&T Cooperation Programme we have started a joint research with Adrian Birzu (A.I. Cuza University, Iasi). We have studied the dynamics of globally coupled arrays of S-NDR type electrochemical oscillators (2 and 128 electrodes) and characterized the emergence of synchrony by applying FORTRAN codes for simulations and analysis written by us. Besides the classical scenario for synchronization, we have discovered a new dynamical phenomenon: the appearance of dynamical clusters. The support from OTKA allowed me to renew our research activity with my former PhD student, István Zalán Kiss (now a professor at Saint Louis University, USA). We have completed a project for controlling the dynamics of electrochemical oscillators by applying different delayed-feedback algorithms
Komplex kémiai rendszerek dinamikája = Dynamics of complex chemical system
Komplex kĂ©mia rendszerek nemlineáris dinamikai viselkedĂ©sĂ©t tanulmányoztuk. Ăšj algoritmus dolgoztunk ki Ă©s alkalmaztunk sikerrel szulfit alapĂş pH-oszcillátorok szisztematikus tervezĂ©sĂ©re. KĂĽlönleges hĹ‘mĂ©rsĂ©klet-kompenzáciĂłs mechanizmusokat találtunk pH-oszcillátorokban Ă©s a Bray-reakciĂłban. KĂsĂ©rleti AUTO-eljárást dolgoztunk ki elektrokĂ©miai "oszcillátorok" bifurkáciĂłs diagramjának kĂsĂ©rleti meghatározására. Ăšj mĂłdszert dolgoztunk az elektrokĂ©mai oszcillátorok esszenciális dinamikai változĂłjának, a kettĹ‘srĂ©teg kapacitás idĹ‘skálájának kĂsĂ©rleti változtatására. A mĂłdszer lehetĹ‘vĂ© teszi az elektrokĂ©mia oszcillátorok tĂpusának egyszerű kĂsĂ©relti meghatározását. Kinetikai kĂsĂ©rletek alapján Ăşj mechanizmust javasoltunk az oxálsav szubsztrátumĂş BZ-reakciĂłra valamint a malonsav bromátos oxidáciĂłjára erĹ‘sen savas közegben. Igazoltuk, hogy Voronoi-mintázatok kĂ©pzĹ‘dhetnek csapadĂ©kkĂ©pzĹ‘dĂ©ssel járĂł frontreakciĂłkban. A BZ-reakciĂł Oregonátor-modelljĂ©t alkalmazva szimuláltuk a a kĂ©miai informáciĂł hullámszerű terjedĂ©sĂ©t az egydimenziĂłs gerjeszthetĹ‘ közegben elhelyezett "rĂ©sek" sorozatán keresztĂĽl. Megmutattuk, hogy hullámok sorozata Ăşn. rezonanciamintázatok szerint terjedhet. KĂsĂ©rletileg Ă©s modelszámĂtásokkal tanulmányoztuk az idĹ‘fĂĽggĹ‘ megvilágĂtás hatását az Ăşn. fĂ©nyĂ©rzĂ©keny BZ-elegy vĂ©kony rĂ©tegĂ©ben kĂ©pzĹ‘dĹ‘ spirális hulllámok dinamikájára. MegállapĂtottuk, hogy a szenzoriális terĂĽlet nagysága Ă©s alakja alapvetĹ‘en meghatározza a spirális mozgás dinamikáját. | Nonlinear dynamics of complex chemical systems has been studied. A new algorithm has been developed and applied for systematic design of sulphite-based pH-oscillators. Unusual mechanisms of temperature-compensation have been found in pH-oscillators and the Bray reaction. An experimental AUTO-algorithm has been developed and tested for determining the bifurcation diagram of electrochemical oscillators. A new method has been developed to experimentally alter an essential dynamical variable of the electrochemical oscillators: the time-scale of double-layer capacitance. The method allows to determining the type of oscillators. Based on kinetic data, a new mechanism has been proposed for the BZ system with oxalic acid substrate and for the Ce(IV)-malonic acid reaction in strong acidic medium. Formation of Voronoi diagrams generated by regressing edges of precipitation fronts has been verified experimentally. Signal transmission of chemical information across one dimensional series of gaps via chemical waves has been simulated by using the Oregonator model of the excitable BZ medium. Appearance of resonance patterns has been verified by the calculations. Dynamics of spiral wave rotation has been studied experimentally and numerically in the BZ medium under the influence of time dependent perturbation by visible light. It has been found that the size and shape of the sensory domain applied to generate the feedback signal determines the peculiar dynamics of spiral rotation