Caracterización geométrica de islas atmosféricas formadas por dos vórtices puntuales
Autores: Marques, Gil; Gama, Sílvio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Caracterización geométrica de islas atmosféricas formadas por dos vórtices puntuales
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Sistema
Islas de estabilidad
Atmósferas de vórtices
Estudio analítico
Vórtices puntuales
Partículas pasivas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Genéricamente, en un sistema con más de tres vórtices puntuales, existen regiones de estabilidad alrededor de cada vórtice, incluso si el sistema es caótico. Estas regiones suelen llamarse islas de estabilidad, y tienen una morfología difícil de caracterizar. En un sistema de dos o tres vórtices puntuales, estas islas de estabilidad se denominan mejor atmósferas de vórtices o islas atmosféricas, ya que todo el sistema es regular. En este trabajo, presentamos un estudio analítico para caracterizar estas atmósferas en sistemas de dos vórtices puntuales para valores arbitrarios de las circulaciones y en el plano bidimensional infinito, el escenario más simple, mediante el estudio de la dinámica de partículas pasivas en estos entornos. Utilizamos las trayectorias de las partículas pasivas para encontrar los puntos de estancamiento de estos sistemas, las trayectorias especiales que dividen en diferentes regiones y las expresiones analíticas que definen el límite de las islas atmosféricas. Para caracterizar la geometría de estas atmósferas, calculamos su perímetro y área en función de si El caso se trata por separado, ya que el perímetro y el área de las atmósferas no dependen de las circulaciones. Además, en este último caso, observamos que la isla atmosférica tiene una morfología muy similar a la de una elipse, diferenciándose únicamente de la elipse que mejor aproxima la atmósfera por un error relativo del 3.76 en área.
Descripción
Genéricamente, en un sistema con más de tres vórtices puntuales, existen regiones de estabilidad alrededor de cada vórtice, incluso si el sistema es caótico. Estas regiones suelen llamarse islas de estabilidad, y tienen una morfología difícil de caracterizar. En un sistema de dos o tres vórtices puntuales, estas islas de estabilidad se denominan mejor atmósferas de vórtices o islas atmosféricas, ya que todo el sistema es regular. En este trabajo, presentamos un estudio analítico para caracterizar estas atmósferas en sistemas de dos vórtices puntuales para valores arbitrarios de las circulaciones y en el plano bidimensional infinito, el escenario más simple, mediante el estudio de la dinámica de partículas pasivas en estos entornos. Utilizamos las trayectorias de las partículas pasivas para encontrar los puntos de estancamiento de estos sistemas, las trayectorias especiales que dividen en diferentes regiones y las expresiones analíticas que definen el límite de las islas atmosféricas. Para caracterizar la geometría de estas atmósferas, calculamos su perímetro y área en función de si El caso se trata por separado, ya que el perímetro y el área de las atmósferas no dependen de las circulaciones. Además, en este último caso, observamos que la isla atmosférica tiene una morfología muy similar a la de una elipse, diferenciándose únicamente de la elipse que mejor aproxima la atmósfera por un error relativo del 3.76 en área.