12653

Странный аттрактор

Лабораторная работа

Математика и математический анализ

Лабораторна робота № Странный аттрактор Одна из самых знаменитых динамических систем предложена в 1963 г. Лоренцом в качестве упрощенной модели конвективных турбулентных движений жидкости в нагреваемом сосуде тороидальной формы. Система состоит из трех ОДУ и имеет тр...

Русский

2013-05-02

105.5 KB

23 чел.

Лабораторна робота №

Странный аттрактор

Одна из самых знаменитых динамических систем предложена в 1963 г. Ло-ренцом в качестве упрощенной модели конвективных турбулентных движений жидкости в нагреваемом сосуде тороидальной формы. Система состоит из трех ОДУ и имеет три параметра модели (листинг 9.15). Поскольку неизвестных функций три, то фазовый портрет системы должен определяться не на плоскости, а в трехмерном пространстве.

Листинг 9.15. Модель Лоренца

Y0:= 

F(t,y):=

T0:=0

N:=1000

D:= rkfisxed (y0,t0,t1,N,F)

Решением системы Лоренца при определенном сочетании параметров (рис. 9.21 и 9.22) является странный аттрактор (или аттрактор Лоренца) — Притягивающее множество траекторий на фазовом пространстве, которое по |виду идентично случайному процессу. В некотором смысле аттрактор Лоренца является стохастическими автоколебаниями, которые поддерживаются в динамической системе за счет внешнего источника.

Решение в виде странного аттрактора появляется только при некоторых сочетаниях параметров. В качестве примера на рис. 9.23 приведен результат для для r=10 и тех же значений остальных параметров. Как видно, аттрактором в этом случае является фокус. Перестройка типа фазового портрета происходит в области промежуточных г. Критическое сочетание параметров, при которых фазовый портрет системы качественно меняется, называется в теории динамических систем точкой бифуркации. Физический смысл бифуркации в модели Лоренца, согласно современным представлениям, описывает переход ламинарного движения жидкости к турбулентному.

Рис. 9.21. Решение в виде аттрактора Лоренца (продолжение листинга 9.15)

Рис. 9.22. Аттрактор Лоренца на фазовой плоскости (продолжение листинга 9.15)

Рис. 9.23. Решение системы Лоренца с измененным параметром r=10

Замечательно, что решение подобных нелинейных динамических систем южно получить только численно, поэтому их изучение стало бурно развиваться с ростом возможностей вычислительной техники в последние полвека.

9.5.4. Брюсселятор

До сих пор в этой главе в качестве примеров расчета динамических систем мы приводили графики 1—3 траекторий на фазовой плоскости. Однако для надежного исследования фазового портрета необходимо решить систему OДУ большое количество раз с самыми разными начальными условиями (и, возможно, с разным набором параметров модели), чтобы посмотреть, к ка-чим аттракторам сходятся различные траектории. В Mathcad можно реализовать эту задачу, например, в форме алгоритма, приведенного в листин-


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8313. Вища фізика. Конспект лекцій 7.33 MB
  Частина 1. Механіка. Тема 1. Вступ. Кінематика поступального руху. Вступ. Кінематика поступального руху (2 год.) Мета: Ввести основні поняття механіки. План Елементи кінематики. Поступальний рух. Радіус-вектор, траєкторія, шлях, переміще...
8314. Экономическая оценка обновления парка подвижного состава АТП 391 KB
  Экономическая оценка обновления парка подвижного состава АТП Методические указания содержат определение потребности предприятия в материальных и трудовых ресурсах, расчет экономических показателей деятельности предприятия (затраты, доходы, прибыль),...
8315. Сложение элементов столбцов матрицы и нормирование вектора 215.5 KB
  Сложение элементов столбцов матрицы и нормирование вектора Часть 1. Сложение элементов в столбцах матрицы. Задача 1: Просуммировать элементы столбцов заданной матрицы размером mхn. Результат получить в одномерном массиве размером n Задача была выпол...
8316. Численные методы на Mathcad’е 594.01 KB
  Численные методы на Mathcad’е Введение Сегодня не часто вспоминают о том, что компьютеры были созданы в первую очередь для проведения научных расчетов. До сих пор научные и инженерные расчеты остаются одной из важнейших, хотя, пожалуй, и не сам...
8317. Развитие агентской сети страховой компании. Методическое пособие 438.45 KB
  Развитие агентской сети страховой компании. Методическое пособие. Книга 1 Оглавление Глава. Характеристика профессии страхового агента Психологические основы страхования Представления и стереотипы, связанные с профессией страхового агента Влияние ...
8318. Прикладная информатика в экономике. Организация производственных практик 367.87 KB
  Прикладная информатика в экономике. Организация производственных практик В работе, рекомендованной учебно-методическим советом института менеджмента и бизнеса Дальневосточного государственного университета, представлены организационно-методические п...
8319. Личность в системе профессиональной подготовки 520 KB
  Профессиональная подготовка - одна из важнейших сфер жизни общества Прогрессивное движение выражается в развитии, совершенствовании и усложнении профессий, а, следовательно, в требований профессиональной подготовки. Современная тенденция формировать...
8320. Введение в Интернет-образование 370.5 KB
  Введение в Интернет-образование Освещаются основные аспекты использования в образовании сети Интернет. Рассмотрено современное состояние и перспективы Интернет-обучения. Представлен понятийный аппарат и терминология Интернет-образо...
8321. Теория и методология формирования адаптивно-организационного поведения персонала 563.57 KB
  Теория и методология формирования адаптивно-организационного поведения персонала В монографии разработаны адекватные современным российским условиям теоретические и методологические подходы к управлению механизмом формирования адаптивного органи...