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二维Rayleigh-Bénard对流中广义Lorenz方程和DNS的系统比较。 (英语) Zbl 1471.35028号

摘要:经典洛伦兹方程最初是从二维Rayleigh-Bénard对流系统导出的,考虑了谐波最低的理想情况。虽然低阶Lorenz方程传统上是混沌和间歇大气运动的最小模型,但即使是二维Rayleigh-Bénard对流系统的动力学也没有完全用Lorenz公式来表示,而且这种差异尚未以系统的方式明确确定。本文通过研究二维直接数值模拟(DNS)和洛伦兹方程(GELE)的广义展开式所显示的各种动力学行为,对对流问题进行了重新探讨,这些广义展开式是通过在周期解的谱展开中考虑附加的高阶谐波而导出的。值得注意的是,GELE使我们能够理解高阶模之间的非线性相互作用如何改变洛伦兹方程的动力学特征,包括不动点、混沌吸引子和周期解。验证了当我们考虑具有足够高次谐波的系统时,DNS的数值解可以从GELE的解中恢复出来。在最低阶下,经典洛伦兹方程从GELE中恢复。与洛伦兹方程不同,我们在DNS和GELE的高阶解中观察到极限环,这是极限环的多维模拟。还讨论了DNS和Lorenz方程中的初始条件依赖性。
©2021美国物理研究所

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35B32型 PDE背景下的分歧
35问题35 与流体力学有关的偏微分方程
37D45号 奇异吸引子,双曲行为系统的混沌动力学
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