Using Resonances to Control Chaotic Mixing within a Translating and Rotating Droplet
增强和控制液滴内的混沌平流或混沌混合对于包括使用微观“离散”流体体积(液滴)作为微反应器的数字微流体装置的各种应用是至关重要的。在这项工作中,我们考虑斯托克斯流动的平移球形液滴,我们通过施加一个时间周期性的刚体旋转扰动。使用动力系统的工具,我们已经表明,在以前的工作中,旋转不仅导致一个或多个三维混沌混合区域,其中混合发生通过拉伸和折叠的材料线,但也提供了控制的大小和位置的可能性混沌混合内的下降。这种控制是通过适当调整旋转的幅度和频率来实现的,以便利用系统的固有频率与外部力的固有频率之间的共振。在本文中,我们研究的旋转轴的方向上的混沌混合区作为第三个参数的影响,以及提出了一个实验设置来实现所讨论的技术。
2009-09-17 nlin.CD
Enhancing Efficiency of Mixing in Chaotic Flows
我们提出了一种机制,通过该机制可以提高混沌流的混合效率。我们的机制包括引入小的变化,在相空间的区域中的系统参数的本地李雅普诺夫指数大大低于其平均值。我们已经将我们的机制应用到几个典型的混沌映射和流,包括一个系统的化学反应。我们发现,我们的方法是相当有效的,因为它给出了一个很大的增强的混合速率与系统参数的小变化,而不干扰吸引子显着。
1995-06-14 chao-dyn nlin.CD
Complete Chaotic Mixing in an Electro-osmotic Flow by Destabilization of Key Periodic Pathlines
产生完全或几乎完全混沌混合的能力在许多应用中,特别是对于微流体,具有极大的兴趣。为此,我们提出了一种策略,使我们能够快速的目标参数值在完全混合发生。该技术被施加到一个时间周期性的,二维电渗流的空间和时间变化的Helmoltz-Smoluchowski滑移边界条件。该策略包括遵循参数空间中一些关键周期轨迹线的线性稳定性(即,强迫的振幅和频率),特别是通过这种轨迹变得不稳定的分叉点。
2011-02-07 nlin.CD
Chaotic flow and efficient mixing in a micro-channel with a polymer solution
由于雷诺数$Re$通常很小,微观流动几乎普遍是线性、层流和静止的。这阻碍了微流体设备中的混合,有时会限制它们的性能。在这里,我们表明,真正的混沌流可以产生在一个均匀的宽度在任意低的$Re$的光滑的微通道,如果少量的柔性聚合物被添加到工作液体。混沌流态的特征在于随机波动的三维速度场和流动阻力的显着增长。虽然在流动中延伸的聚合物分子的尺寸可以变得与微通道宽度相当,但流动行为与弹性湍流状态下的桌面通道中的流动行为完全兼容。混沌流导致相当有效的混合,这几乎是扩散无关的。对于大分子,在这种微观流动中的混合时间可以比由于分子扩散短三到四个数量级。
2004-01-06 nlin.CD
Topology of Chaotic Mixing Patterns
由杆的周期性运动组成的搅拌装置引起流体域到其自身的映射,其可以被视为穿孔表面的同胚。使棒经历拓扑复杂的运动保证了至少最小量的材料线拉伸,这对于混沌混合是重要的。我们使用拓扑的考虑来描述未混合的材料注入到一个中央混合区域,这发生在注射尖点的性质。拓扑指数公式使我们能够预测可能出现的不稳定叶理的类型为固定数量的杆。
2008-08-26 nlin.CD
Natural Groundwater Systems Can Display Chaotic Mixing at the Darcy Scale
虽然稳定的各向同性达西流本质上是层流和非混合的,但众所周知,通过工程泵送方案的瞬态强迫可以引起地下水中的快速混沌混合。在这项研究中,我们探讨了这种混合的倾向,出现在自然地下水系统的周期性强迫,如潮汐或季节性影响。使用传统的线性地下水流模型的潮汐强迫,我们表明,在一定条件下,这些流量产生拉格朗日运输和混合现象(混沌平流)的潮汐边界附近。我们发现,含水层的异质性,storativity,和强迫的大小造成逆转的流动方向的强迫循环,反过来,产生连贯的拉格朗日结构和混乱。这些功能显着增强流体的混合和运输,导致异常的停留时间分布,流动分离,并深刻改变反应动力学的潜力。我们定义的无量纲参数组,管理这种现象,并探讨这些群体与一组特征良好的沿海系统。在现场研究中,必须认识到拉格朗日混沌在放电边界附近存在的可能性并进行评估。
2018-08-10 nlin.CD physics.app-ph physics.flu-dyn
Scalar decay in a three-dimensional chaotic flow
采用高分辨率数值模拟方法研究了三维混沌流中被动标量的衰减。(保体积)流考虑是一个三维扩展的随机交替正弦流广泛采用的研究中的混合在两个维度。它是用来表明,理论预测的二维流动与小扩散率进行到三维,即使拉伸性能显着不同。方差衰减率,标量场结构和统计矩的时间演化证实,标量衰减有两种不同的制度:一个局部控制制度,适用于当域的大小是可比的特征长度尺度的速度场,和一个全局控制制度,适用于当域较大。在这两个政权的方差衰减率的渐近预测显示出良好的协议与数值结果。考虑这两个正向流和它的时间反转使得有可能比较流中的标量演化与一个或两个扩展方向;模拟证实了理论预测的标量的衰减速率是相同的,在两个流中,尽管非常不同的标量场结构。
2011-03-15 nlin.CD physics.flu-dyn
Chaotic Mixing in a Torus Map
研究了二维环面上被动标量的平流和扩散。该映射是混沌的,并考虑了几乎均匀拉伸的极限。这允许从恒定标量方差(短时间)到指数衰减(长时间)的过渡的分析理解。这种转变体现在一个短暂的超指数衰减阶段。指数阶段的渐近状态是对流扩散算子的本征函数,其中大部分标量方差集中在小尺度上,即使大尺度模式设置衰减速率。超指数阶段的持续时间与指数衰减率的对数成正比;如果衰减足够慢,那么根本就没有超指数阶段。
2003-02-25 math.DS nlin.CD physics.flu-dyn
Chaotic advection in a steady three-dimensional MHD flow
本文研究了立方腔内由洛伦兹力驱动的弱导电流体三维稳态流动,通过叠加不同环流单元并结合Poincaré截面等方法分析,发现流动叠加能产生混沌流线从而实现高效混合。
2025-11-03 nlin.CD physics.comp-ph physics.flu-dyn
Chaotic Lagrangian transport and mixing in the ocean
动力系统理论在物理海洋学中已成功地应用于研究海洋中水团的混合和输运。基本的理论思想是从流体中的混沌平流现象中借用的,这是力学中动力学哈密顿混沌的一种模拟。分析的出发点是通过这种或那种方法得到的速度场。由于成功地将这种方法应用于地球物理流体流动的简化分析模型,研究人员现在正在利用卫星导出的速度场和复杂的海洋环流数值模型的输出进行研究。本文介绍了一些基本概念和方法,用于研究混沌混合和运输的海洋和最近的结果与一些实际应用的拉格朗日工具监测扩散的福岛衍生放射性核素在海洋中的简要概述。
2015-02-05 nlin.CD physics.ao-ph
Competing Populations in Flows with Chaotic Mixing
我们调查的空间异质性的竞争物种的共存的情况下,当异质性是动态产生的环境流与混沌混合特性的影响。我们表明,被动平流物种(如浮游植物,或自我复制的大分子)的混沌平流的影响之一是共存的可能性比他们所占据的小生境的数量所限制的更多的物种。我们推导出一组新的竞争种群的动力学方程。
2001-08-06 cond-mat.soft nlin.AO nlin.CD
Chaotic mixing and fractals in a geophysical jet current
我们模型拉格朗日横向混合和被动标量在曲折的海洋急流的二维平流方程的运动流函数与时间相关的振幅的曲折强加。在这样一个模型中的平流被称为是混乱的曲流的特性在很大范围内。我们研究了随机层中的混沌输运,证明了它是反常的。混合的几何形状进行检查,并显示是分形的。散射特性(捕获时间的平流粒子和他们周围的椭圆点的旋转数)被发现有一个分层的分形结构作为初始粒子的位置的函数。建立了流动中物质线的演化与分形元素之间的对应关系。
2012-02-02 nlin.CD physics.ao-ph
Acceleration of chemical reaction by chaotic mixing
发展了大Schmidt数${Sc}$和大Damköhler数${Da}$下统计平稳混沌流中快速二元化学反应${\cal A}+{\cal B}\to{\cal C}$理论。对于化学计量条件,我们确定了化学反应的后续阶段。第一阶段对应于流的主体部分中的化学品的指数衰减$\propto\exp(-λt)$(其中$λ$是流的李雅普诺夫指数)。第二阶段和第三阶段与边界区域内残留的化学品有关。在第二阶段期间,${\cal A}$和${\cal B}$的量衰减$\propto 1/\sqrt{t}$,而在第三阶段期间的衰减规律是指数衰减,即$\propto\exp(-γt)$,其中$γ\simλ/\sqrt{Sc}$。
2003-01-27 nlin.CD
Chaotic mixing in plane Couette turbulence
本文将平面 Couette 流不变解的欧拉速度场作为动力系统,分析拉格朗日示踪粒子轨迹、驻点、流形及异宿连接,揭示其对三维湍流混沌混合的拓扑骨架作用。
2024-12-06 math-ph math.MP nlin.CD
Dynamic multiphase flow triggers chaotic mixing in porous media
University of Oslo(奥斯陆大学);Norwegian University of Science and Technology(挪威科技大学);University of Copenhagen(哥本哈根大学);Univ. Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);Univ. Savoie Mont Blanc(萨瓦蒙布朗大学);Univ. Gustave Eiffel(古斯塔夫·埃菲尔大学);Université de Rennes(雷恩大学)
研究动态两相流对流体元素拉伸和折叠的影响,发现其能引发混沌混合,增强溶质混合效率。
2026-04-11 nlin.CD physics.comp-ph physics.flu-dyn
Regular and Chaotic Regimes in Scalar Field Cosmology
研究了具有标量场的封闭FRW宇宙模型中的瞬态混沌。我们描述了两种不同的混沌制度,并表明在这个模型中的混沌类型取决于标量场的潜力。我们还发现,对于足够陡的势或具有大的宇宙学常数的势,混沌行为消失。
2006-03-21 gr-qc nlin.CD
The Inhibition of Mixing in Chaotic Quantum Dynamics
研究了在含时外力扰动下余弦势中初始定域波包的量子混沌动力学。对于我们选择的初始条件和$\hbar$小但有限,我们发现,只要运动被限制在余弦势的剩余分界线的内部,波包的行为是经典的(这意味着量子行为与类似的经典系统的行为是不可区分的)。然而,一旦经典运动变得无界,我们发现量子干涉效应占主导地位。这种干涉导致量子振幅在余弦势垒之上的长寿命积累。这种振幅钉扎在势垒上是经典混合的量子抑制的动力学机制。
1994-09-09 chao-dyn cond-mat nlin.CD
Chaotic mixing and transport in a meandering jet flow
被动颗粒的混合和运输研究在一个简单的运动学模型的曲折射流的动机在墨西哥湾流的横向混合和运输的问题。我们简要地讨论了一个模型的流函数,哈密顿平流方程,驻点,和分叉。在移动参考系中,所选模型流的相图由中心向东的急流、南北环流链和外围向西的气流组成。在曲折的振幅的周期性扰动下,相空间的拓扑结构是复杂的存在的混沌层和链的振荡和弹道岛屿粘性边界浸入随机海。典型的混沌轨迹的平流粒子表现出一个复杂的行为,在两个方向上的运动间歇与捕获的循环细胞被粘在涡核和共振岛的边界上的长飞行。输送是不对称的,因为环流和外围气流之间的混合一般不同于环流和急流之间的混合。运输属性的特点是概率分布函数(PDF)的持续时间和飞行长度。这两个PDF表现出在其尾部的幂律衰减与不同的指数值。
2006-07-09 nlin.CD physics.ao-ph
Chaotic mixing induced transitions in reaction-diffusion systems
我们研究了在流体流动搅拌下,具有多个均匀定态的化学体系中局部扰动的演化。两个不同的制度被发现作为搅拌的速度是不同的相对于化学反应的速率。当搅拌快速时,局部扰动朝着空间均匀状态衰减。当搅拌缓慢(或快速反应)时,局部扰动以具有大致恒定宽度和指数增加长度的细丝形式通过平流传播。细丝的宽度取决于搅拌速率和反应速率,但与初始扰动无关。我们调查这个问题在封闭和开放的流动系统的数值和解释的结果,使用一维的“平均应变”模型的横向轮廓的细丝,捕获之间的相互作用的反应扩散前的传播和拉伸由于混乱的平流。
2002-02-25 nlin.CD nlin.PS
The role of diffusion in the chaotic advection of a passive scalar with finite lifetime
本文研究了扩散对有限寿命二维混沌平流无源标量系统一阶结构函数S_1标度性质的影响,在它的演化方程中有一个衰减项。得到了S_1的解析表达式,其中明确地说明了对扩散系数、衰减系数和混沌流引起的搅动的依赖性。我们发现,扩散的存在引入了一个交叉的长度尺度,扩散尺度(L_d),这样的结构函数的标度行为是解析的长度尺度短于L_d,并显示了一个标度指数,取决于衰减项和混合的流动更大的尺度。因此,尺度大于L_d的标度指数相对于在零扩散极限下计算的标度指数没有修改。此外,L_d与衰减系数无关,其值与无限寿命无源标量相同。数值结果支持我们的理论研究结果。
2002-08-01 nlin.CD
Moving walls accelerate mixing
在粘性流体中混合是具有挑战性的,但混沌平流原则上允许有效的混合。在最好的情况下,被动标量的浓度分布的衰减率应该是时间上的指数。在实践中,几位作者发现,容器壁处的无滑移边界条件可以大大减缓混合,将指数衰减变为幂律。这种减速影响整个混合区,而不仅仅是壁附近。这是因为当混沌混合区延伸到壁面时,有一分界线与之相连,沿分界线到壁面的距离在时间上是多项式的,并且控制了长时间的衰减。然而,如果壁被移动或旋转,封闭的轨道出现,从中心混合区分开的双曲固定点与同宿轨道。到达不动点的长时间方法是指数的,因此恢复了总体指数衰减,尽管在壁附近有一个薄的未混合区域。
2011-10-04 cond-mat.soft nlin.CD physics.flu-dyn
Geometric features of the mixing of passive scalars at high Schmidt numbers
被动标量的混合减少扩散,平流在每种情况下由相同的三维Navier-Stokes湍流,进行了研究。随着扩散率的降低,混合变得更加各向同性。最陡的负和正标量梯度附近的局部流动一般是不同的,其行为进行了研究的标量扩散率的各种值。混合接近单分形性质,扩散性逐渐减小。我们认为这些结果的背景下,可能的奇异性的标量耗散。
2003-09-04 astro-ph nlin.CD physics.flu-dyn
Nonlinear dynamics of a self-mixing thin-slice solid-state laser subjected to Doppler shifted optical feedback
采用自混合激光多普勒速度方案,对线偏振单模薄片Nd:GdVO4激光器的混沌振荡进行了动力学表征,包括强度概率分布、时间演化的联合时频分析和短时傅里叶变换,以及长期时间演化的振幅和相位的无序程度.通过增加旋转散射体对激光的反馈比,研究了混沌巡游(CI)机制下从混沌弛豫振荡(RO)到混沌尖峰振荡(SO)的转变.强度的概率分布被发现从RO制度中的指数衰减到SO制度中的逆幂律,这体现在自组织临界行为中,而RO和SO的两个周期之间的随机次谐波频率锁定发生在CI制度中,其特征在于量子噪声(自发发射)诱导的尖峰振荡的振幅和相位的顺序。所有的实验结果都通过数值模拟的单模自混合固体激光器的模型方程受到多普勒频移的光反馈从旋转的散射物体。
2021-10-12 nlin.CD physics.optics
High degree of chaos synchronization in pairs of transverse modes with parity-symmetric polarizations in a thin-slice solid-state vector laser and application to polarimetric secure self-mixing metrology
在激光二极管泵浦的薄片c切Nd:GdVO_4激光器中,发现了奇偶对称偏振横模对之间的高度混沌同步。振幅相关系数大于R > 0.994是由于模式模式中的非反转镜偏振相关结构变化,其中整个系统的混沌动力学由依赖于偏振交叉角的定性不同动力学组成,类似于混沌单模激光。实现了无穷多个奇偶对称偏振态中单对模的自组织发送接收型混沌同步,并对自混合固体激光器多普勒测速信号进行了混沌同步和混沌提取实验。
2020-10-09 nlin.CD physics.optics
Suppression of chaos at slow variables by rapidly mixing fast dynamics through linear energy-preserving coupling
混沌多尺度动力系统在许多科学领域都很常见,其中一个例子是大气中的低频动力学与快速湍流天气动力学的相互作用。混沌多尺度系统的关键问题之一是快动力学如何影响慢变量的混沌,从而影响慢动力学的不确定性和可预测性。在这里,我们证明了线性慢-快耦合与总能量守恒属性促进抑制混沌在慢变量通过快速混合在快变量,无论是理论上和通过数值模拟。一个合适的数学框架的开发,连接的切线子空间上的慢动态的平均状态的无限时间的线性响应,以一个恒定的外部强迫在快速变量。此外,它表明,非耦合动力学的慢变量可能保持混沌,而完整的多尺度系统失去混沌,并成为完全可预测的慢变量,通过增加混沌和湍流的快变量。这一结果与常识直觉相矛盾,在常识直觉中,人们自然会认为将一个缓慢的弱混沌系统与另一个更快更强的混合系统耦合会导致慢变量处的混沌普遍增加。
2011-08-14 math.DS nlin.CD
Constructing differential equations using only a scalar time-series about continuous time chaotic dynamics
我们提出了一个简单的方法,构建一个系统的微分方程的混沌行为的基础上回归只从一个标量可观察的时间序列数据。估计系统使我们能够重建不变集和统计特性,以及推断短时间序列。我们成功的建模依赖于引入一组高斯径向基函数来捕获局部结构。所提出的方法是用来构建一个系统的常微分方程的轨道重建一个时间序列的变量的著名的洛伦兹系统作为一个简单的,但典型的例子。一个系统的宏观流体变量也被构造。
2022-08-07 math.DS nlin.CD physics.comp-ph
Cryptanalyzing an improved security modulated chaotic encryption scheme using ciphertext absolute value
本文描述了最近提出的一种改进的混沌加密方法的安全性弱点的基础上调制的信号产生的混沌系统与适当选择的标量信号。改进的目的是避免利用Perez和Cerdeira提出的返回映射攻击破坏混沌加密方案。提出了一种基于取密文绝对值的攻击方法,该方法可以消除调制标量信号并确定起系统密钥作用的一些系统参数。所提出的改进方法被证明是妥协,没有任何知识的混沌系统的参数值,甚至不知道发射机的结构。
2004-06-28 nlin.CD
Spiraling of adjacent trajectories in chaotic systems
混沌动力系统中相邻轨道的螺旋运动可以用位移矢量的局部旋转角速度分布来表征,该分布由线性化的运动方程控制。这种分布,类似于当地的李雅普诺夫指数,研究了三个例子的三维流动。Toy模型表明相邻轨道的旋转速率影响动力学变量的混合速率和轨道对扰动的敏感性。
2004-06-21 nlin.CD
Constructing Higher-Dimensional Digital Chaotic Systems via Loop-State Contraction Algorithm
近年来,在有限精度数字域中产生严格可证混沌在理论和实践上都取得了很大的进展,本文就是其中的一部分,旨在完善和拓展高维数字混沌系统(HDDCS)的理论和应用框架。本文首先从理论上严格证明了HDDCS的拓扑混合性。拓扑混合蕴涵着紧空间中的Devaney混沌定义,但反之则不然。因此,拓扑混合的证明完善和扩展了HDDCS的理论框架。然后,给出了一种用回路状态收缩算法构造HDDCS的一般设计方法。本文的出发点是构造不受随机序列控制的迭代函数(以下简称迭代函数)。在此基础上,提出了解决HDDCS施工问题的一般设计方法,并通过实例说明了该方法的有效性和可行性。利用所设计的HDDCS对应的邻接矩阵构造混沌回声状态网络(ESN),并用于Mackey-Glass时间序列预测。预测精度随油藏规模和HDDCS维数的增加而提高,说明高维系统比低维系统具有更好的预测性能。
2021-04-05 nlin.CD
Maximally mixing active nematics
本文通过模拟和辫理论证明,受限主动向列相中的稳定缺陷周期轨道可最大化拓扑熵,并提出将其稳定为更大周期铺砌的方法。
2023-08-16 cond-mat.soft nlin.CD
Completely Mixing Quantum Open Systems and Quantum Fractals
从遍历理论的经典概念出发,用概率密度表示,提出了描述量子开放系统中混沌行为和信息损失的测度。作为应用,我们讨论了EEQT框架下连续测量过程的混沌结果。同时测量四个非对易自旋分量,可以在量子自旋球上产生混沌跳跃,并产生特定的分形图像--非线性迭代函数系统。该模型是纯理论在这个阶段,和混沌行为的测量仪器在同时连续测量几个noncommuting量子可观的实验确认将构成事件增强量子理论的定量验证。
2000-05-25 chao-dyn nlin.CD quant-ph
Transient chaos in scalar field cosmology on a brane
我们研究具有标量场和负“暗辐射”项的平坦Randall-Sundrum膜的宇宙动力学。结果表明,在某些情况下,“暗辐射”可以模拟空间曲率,并导致类似于封闭宇宙中的混沌动力学行为的标量场。
2006-10-03 gr-qc nlin.CD
The effect of forcing on the spatial structure and spectra of chaotically advected passive scalars
本文研究了二维大尺度混沌平流中被动示踪剂的定态分布。通过在某些局部区域中重置示踪剂的值来强制示踪剂场。这个问题在数学上等价于开放流中的平流,并导致分形示踪剂结构。示踪剂场的谱指数不同于具有通常的附加强迫的被动示踪剂(所谓的Batchelor谱)的谱指数,并且与从未访问过强迫区域的点的集合的分形维数有关。我们通过考虑一个时间周期流来说明这种行为,其效果相当于一个简单的二维面积保持映射。我们还表明,类似的结构,在示踪剂领域时,发现流动是非周期性的时间。
1999-12-09 chao-dyn nlin.CD
Chaos in closed isotropic cosmological models with steep scalar field potential
研究了几种指数陡势和多指数陡势下封闭标量场FRW宇宙学模型的动力学性质。通过数值计算,找到了允许混沌行为的标量场势参数。指出对欧氏边界上的运动方程的解析研究可以提供有关混沌动力学性质的重要信息。几种类型的过渡从混沌到规则的动力学进行了描述。
1999-12-29 chao-dyn gr-qc nlin.CD
Chaotic Interference and Quantum-Classical Correspondence: Mechanisms of Decoherence and State Mixing
著名的尼尔斯·玻尔的量子-经典对应原理指出,经典力学是更一般的量子力学的极限情况。这意味着“在某些条件下”量子运动定律变得等同于经典定律。其中一个条件是相当明显的:与普朗克常数相比,相应的经典作用量应该非常大。但这个条件是不够的。抑制量子干涉效应(“退相干”)是理解玻尔原理的首要现象。本质上,这个问题具有相当普遍的性质,在非线性经典混沌量子系统的情况下具有特殊的意义。虽然相位关联的快速衰减是经典动力学混沌的基本特征,但“量子混沌”本身并不能破坏量子相位相干性。严格地说,任何初始纯的量子态在任意长的幺正演化过程中都保持纯态。基本上,非相干混合态(退相干)的形成仅来自混合初始态的制备过程或与噪声环境的相互作用。仅仅是退相干就把量子世界和经典世界连接起来了。详细分析了Peres保真度、态纯度、Shannon熵和冯诺伊曼熵的时间行为的特殊性。我们展示了退相干的方式出现在周期性驱动的系统,可以与拉姆齐型离子阱干涉实验。最后,考虑了弹道电子量子输运中由于与无序环境相互作用而引起的退相干。
2013-11-20 nlin.CD quant-ph
Lagrangian transport and chaotic advection in three-dimensional laminar flows
流体流动中标量的输运和混合在工业和自然界中普遍存在。湍流通过其固有的随机性促进有效的输送和混合。层流缺乏这样的自然混合机制,有效的输送更具挑战性。然而,层流是必不可少的许多问题和洞察其传输特性的重要性。可以说,用拉格朗日流体运动(“平流”)和流体轨迹的几何、拓扑和连贯性来描述层流输送是最好的。有效的层流输送相当于“混沌平流”,这是这一方法的一个关键发现。拉格朗日框架能够系统地分析和设计层流。然而,拉格朗日输运的科学见解和技术应用之间的差距是巨大的,主要有两个原因。首先,许多研究关注二维(2D)流动,但现实世界是三维(3D)的。第二,拉格朗日运输通常是理想化的流量,但实际的相关性需要研究现实的三维流动。本审查的目的是刺激进一步开发和利用的专有技术的三维拉格朗日运输和传播实践。为此,3D实际流被归类为典型的问题。首先,揭示拉格朗日输运的多样性,并使人们认识到它的广泛相关性。第二,促进科学学科内部和学科之间的知识转移。第三,调和实际流动与拉格朗日输送和混沌平流的基本原理。这可能是在结构上将“拉格朗日思维”纳入三维实际流动的分析和设计的第一个动机。
2019-04-16 nlin.CD physics.app-ph physics.bio-ph
Estimation of initial conditions from a scalar time series
本文介绍了一种从标量信号估计多变量动力系统初始条件的方法。该方法是基于一个修改的多维牛顿-拉夫逊方法,其中包括系统的时间演化。该方法可以估计周期和混沌系统的初始条件,并且所需的标量信号长度很小。此外,即使当条件李雅普诺夫指数为正时,该方法也有效。我们的方法的一个重要应用是,两个混沌信号的同步使用标量信号变得平凡和瞬时。
2000-02-17 nlin.CD
Advection of vector fields by chaotic flows
我们引入了一个新的转移算子的混沌流的领先的特征值产生的发电机的快速运动发电机的发电机率和应用周期扩展的Fredholm行列式的新运营商,以评估其频谱。理论已在矢量平流动力流的标准形模式上得到检验。如果模型是一个简单的映射,两次迭代之间的时间为常数,发电机速率与标量的逃逸速率相同。然而,庞加莱截面返回时间的扩展提升了矢量和标量平流率的简并性,并导致发电机率主导标量平流率。对于足够大的时间跨度,我们甚至发现了排斥子,其磁场呈指数增长,即使标量密度呈指数衰减。
1993-07-26 chao-dyn cond-mat nlin.CD
Classical chaotic signatures in Krylov space
Universidad de Buenos Aires(布宜诺斯艾利斯大学);CONICET - Universidad de Buenos Aires, Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA)(阿根廷国家科学研究委员会-布宜诺斯艾利斯大学,布宜诺斯艾利斯物理研究所)
本研究揭示经典混沌的拉伸与混合特征在Krylov空间中分别由Lyapunov指数和Ruelle-Pollicott共振体现,为量子映射的混沌研究提供新框架。
2026-10-07 nlin.CD quant-ph
Effect of dynamical traps on chaotic transport in a meandering jet flow
我们继续我们的研究混沌混合和被动粒子在一个简单的蜿蜒射流模型[Prants等人,混沌{ \bf 16},033117(2006)]。在本论文中,我们研究和解释的动力学,拓扑学和统计性质的混沌混合和运输的模型流的动力学陷阱,在相空间中的粒子可能会花费任意长的,但有限的时间奇异区[Zaslavsky,物理D { \bf 168- 169},292(2002)]之间的连接现象。被动粒子的输运是用纬向飞行的长度和持续时间来描述的,纬向飞行是纬向速度两次连续变化之间的事件。证明了短距离飞行时各概率密度函数的某些特殊性是由与共振岛(包括涡核)边界相连的旋转岛陷阱和与周期性鞍轨线相连的鞍陷阱引起的。然而,长距离飞行的统计数据可以用所谓的弹道岛陷阱的影响来解释,这些陷阱充满了从一帧移动到另一帧的粒子。
2011-12-20 nlin.CD physics.ao-ph