7.2.4 Transferul fluxurilor prin SRS

Procesele de transfer ale fluxurilor prin suprafeţe reale sunt mult mai complexe decât prin cele teoretice. Un model matematic al acestor procese poate fi construit, aşa cum arătam mai înainte, considerând suprafaţa reală a unui mediu ca o zonă (un volum) cuprinsă între două suprafeţe teoretice paralele, astfel distanţate încât în intervalul dintre ele să poată avea loc toate procesele dinamice de transfer.

Fig. 7.2.4.1

Fie mediul M_I  din interiorul sistemului posesor de SRS, cu volumul interior V_I. Suprafaţa reală ce delimitează V_I  o vom considera formată din două suprafeţe teoretice  şi , paralele la distanţa d şi având normalele n_I, respectiv n_E (în fig. 7.2.4.1 luăm în consideraţie doar o mică porţiune din SRS, în aşa fel încât să putem presupune cele două suprafeţe virtuale ca fiind plane şi perpendiculare pe planul figurii).

între aceste suprafeţe se va afla volumul V_T (volum de tranziţie al suprafeţei reale), cu dimensiunile dictate de distanţa d şi cu atributele medii statistice gradual variabile, astfel încât la nivelul suprafeţei  să avem parametrii mediului exterior M_E, iar la nivelul suprafeţei  pe cei ai mediului interior M_I. Acest construct va fi referinţa faţă de care se defineşte un interior al  sistemului (volumul V_I ) şi un exterior (volumul V_E). Prin SRS va avea loc schimbul de fluxuri dintre mediul M_I şi mediul exterior. Pentru descrierea acestor fluxuri, vom elabora o regulă de notare cu doi indici x si y (F_xy ), astfel:

-     x poate lua una din valorile: I (interior) sau E (exterior);

-     y poate lua una din valorile: I (incident), R (reflectat) sau T (transmis).

Vom avea aşadar şase tipuri de fluxuri F_xy (F_II, F_IR , F_IT, F_EI, F_ER , F_ET) şi două normale n_x  (n_I şi n_E presupuse colineare) pe cele două suprafeţe virtuale. Convenţia de semn (şi legat de aceasta direcţiile normalelor) este următoarea: pentru fiecare din mediile M_E sau M_I sunt pozitive fluxurile care au direcţia normalei respective (cu alte cuvinte, pentru mediul exterior sunt pozitive fluxurile ce au direcţia n_E deoarece aceste fluxuri duc la creşteri de stoc în acest mediu, şi similar pentru M_I). Să observăm că suprafaţa  putem s-o considerăm ca suprafaţa teoretică a mediului M_E, deci fluxurile pozitive prin ea duc la creşteri de stoc in M_E, la fel   poate fi considerată ca suprafaţă teoretică pentru M_I, cu aceeaşi convenţie de semn.

Fluxurile, cu toate că sunt distribuţii, au fost reprezentate pentru simplitatea şi claritatea figurii printr-un singur vector ce reprezintă întreaga distribuţie vectorială de pe aria efectivă a fluxului (vectorul reprezentat este aşadar vectorul rezultant al acestei distribuţii, mai exact spus este vectorul rezultant al componentei coerente a fluxului în direcţia respectivă). în aceste condiţii, cele şase fluxuri posibile sunt:

-        F_EI, flux exterior incident (denumirea din acestă lucrare influx exterior);

-        F_ER, flux exterior reflectat (denumirea din această lucrare reflux exterior);

-        F_ET, flux exterior transmis (flux imergent, import, aflux, denumirea din acestă lucrare traflux exterior);

-        F_II , flux interior incident (influx interior);

-        F_IR , flux interior reflectat (reflux interior);

-        F_IT, flux interior transmis (flux emergent, export, eflux, în nomenclatura acestei lucrări traflux interior).

Fluxurile incidente exterioare (influxurile externe) F_EI, vor pătrunde în spaţiul de tranziţie V_T şi vor fi supuse proceselor de (des)compunere. O parte a acestor fluxuri va străbate volumul V_T părăsind mediul de origine şi pătrunzând în mediul M_I (trafluxul exterior F_ET), restul fluxului fiind reflectat (refluxul exterior F_ER) şi rămânând în mediul originar. De remarcat că pot exista două tipuri de fluxuri incidente - interioare şi exterioare - după cum ele provin din mediul interior, respectiv exterior. Procesele de transfer pentru fluxurile incidente interioare sunt absolut similare, diferind doar indicii.

Cele şase fluxuri principale care apar pe SRS a unui SM se mai pot descompune fiecare în două componente:

-     Componenta normală (având direcţia normalei n_E sau n_I);

-     Componenta tangenţială (după t_E sau t_I incluse în cele două plane tangente).

Fiecărei componente îi va corespunde un flux coerent în direcţia respectivă. în final, modelul matematic al transferului de fluxuri prin SRS a unui SM va cuprinde aşadar douăsprezece fluxuri pentru fiecare tip de flux din panoplia de k fluxuri a unui SM oarecare.

De remarcat că această descompunere şi recompunere de fluxuri are loc în întreg volumul V_T, fiind de fapt o compunere de câmpuri vectoriale - câmpurile ce descriu fluxurile incidente şi câmpurile ce descriu mediul din interiorul volumului de tranziţie.

Totalitatea celor k tipuri de fluxuri diferite calitativ, incidente din exterior pe SRS a unui SM formează mulţimea influxurilor externe, pe care o notăm {F_EI} (mulţimea tuturor fluxurilor deschise exterioare sistemului, care intersectează domeniul spaţial ocupat de sistem). După contactul acestor fluxuri cu SRS apar alte două mulţimi de fluxuri - mulţimea refluxurilor exterioare {F_ER} şi mulţimea trafluxurilor exterioare {F_ET}. Pe partea interioară a SRS vom avea altă triadă a mulţimilor de fluxuri: {F_II} mulţimea influxurilor interioare, {F_IR} mulţimea refluxurilor interioare şi {F_IT} mulţimea trafluxurilor interne (spre exteriorul SM).

Mulţimea  formează mulţimea fluxurilor eferente SM. Fluxurile ce compun această mulţime nu ar putea exista dacă nu ar exista SM cu a sa SRS. Din acest motiv aceste fluxuri sunt un indicator fundamental al existenţei SM respectiv (la locaţia sa spaţială) şi a materialităţii sale, după cum vom vedea în cap. 8.

 

Comentariul 7.2.4.1: Referitor la fluxurile reflectate de un SM se pot face diverse comentarii privind originea (sursa) lor ; într-adevăr, un flux radiant, să zicem o undă EM emisă de antena unui radar, îşi are originea foarte clar în această antenă (mai exact în radiatorul din focarul acestei antene), dar fascicolul reflectat de un obiect (ţinta) putem spune că îşi are sursa în acel obiect, deoarece respectivul flux de acolo provine. Dacă obiectul reflectant cu a sa SRS n-ar fi existat la locaţia respectivă, n-ar fi existat nici undă reflectată. Aşadar putem spune că dacă antena radarului este sursa fluxului incident pe suprafaţa ţintei, ţinta este sursa fluxului reflectat.

Spre deosebire de refluxuri care nu pot exista în general decât în prezenţa unor influxuri, fluxurile {F_IT}ce provin din interiorul sistemului pot exista pentru o durată de timp limitată şi în absenţa fluxurilor de intrare, dar numai până la epuizarea fluxurilor stocate în interior (a resurselor de flux). Această durată, dependentă de mărimea stocului intern de flux de tip k, se numeşte durată de viaţă relativă la fluxul de tip k a sistemului (vezi şi anexa X.16).

 

 

Observăm că un SM generează atâtea tipuri de câmp câte tipuri de fluxuri emerg din interiorul său sau sunt reflectate de suprafaţa sa. Aceste fluxuri fiind fluxuri deschise (active) pot produce acţiuni asupra altor SM exterioare, aşa cum vom vedea  paragraf ulterior.

 

Comentariul 7.2.4.2: Nu numai trafluxurile interne ale unui SM sunt generatoare de câmp, ci şi refluxurile externe. Atunci când vedem lumina reflectată de un corp, noi captăm o parte a acestui câmp fotonic produs prin refexia pe SRS a obiectului a unui flux de fotoni provenit de la o sursă. Deosebirea majoră dintre cele două câmpuri este menţionată mai sus, câmpul reflectat există numai în prezenţa unui flux incident, în timp ce câmpul generat de un traflux interior există şi fără vreo contribuţie externă, iar ceea ce este extrem de important, provenind din interior, el poartă spre exterior pentru cei ce ştiu să-l înţeleagă, informaţii despre starea internă a SM emitent.

 

Fluxurile eferente dintr-un SM sunt purtătoare ale unor proprietăţi ale SM din care provin (SM sursă) şi pot servi asfel ca suport de informaţie pentru nişte sisteme capabile să recepteze şi să prelucreze aceste fluxuri - sistemele de prelucrare a informaţiei - pe care le vom descrie în capitolul următor.

 

Comentariul 7.2.4.3: De exemplu la biosistemele din clasa mamiferelor ierbivore (dar nu numai) există un flux molecular emergent prin porii epidermei - transpiraţia - flux ce se dispersează în atmosferă în urma evaporării apei purtătoare. Concentraţia acestor molecule ce difuzează în aerul suport este dependentă de direcţia mişcărilor aerului şi de distanţa faţă de animalul emitent, distribuţia spaţio-temporală a acestei concentraţii formând câmpul odorific al animalului respectiv. Compoziţia chimică a acestui flux este percepută de către organele de simţ olfactiv ale animalelor din apropiere, mai ales de către animalele carnivore, pentru care ierbivorele sunt sursa principală de hrană. Această compoziţie este dependentă de procesele interne ale animalului emitent, aşadar ea poartă în exterior informaţii despre vârsta, starea de sănătate şi cea "psihică" de moment (frică, agresivitate etc.) a sursei, informaţii esenţiale pentru alegerea viitoarei victime de către animalele de pradă. Percepţia câmpului odorific al animalelor este pentru animalele carnivore sursa principală de informaţie la distanţă privind prezenţa în zonă a unei prăzi potenţiale, şi doar la mică distanţă intervine simţul vizual (pentru ghidarea proceselor de vânare). Tot din acest motiv (pentru a nu li se detecta prezenţa), unele animale carnivore (cum sunt caninele de exemplu) au redus la minim fluxul odorific propriu prin blocarea în mare măsură a transpiraţiei involuntare (prin piele), transpiraţia având loc preponderent prin cavitatea bucală (voluntar).