力学与流体动力学不稳定性的不可逆性

关于动力系统的文献在大多数情况下，将自激振荡器（即能够在没有相应周期性的外部能量源消耗下产生并维持周期运动的系统）要么视为微分方程理论中极限环和 Hopf 分岔概念的应用，要么视为反馈控制系统中的不稳定性问题。在此，我们概述了一种补充方法，该方法基于做功提取和热力学不可逆性的物理考量。我们用两个具体例子来说明这种方法的有效性：以超临界速度旋转的转子的力学不稳定性，以及具有不同切向速度的流体层之间界面的流体动力学 Kelvin-Helmholtz 不稳定性。我们的处理阐明了摩擦或粘性耗散（因而也是不可逆性）的必要作用，同时揭示了许多不可逆过程在非平衡背景下产生机械功和自主时间结构（周期、准周期或混沌）的物理学内在统一性。