Frecuencia cáustica en flujos estocásticos en 2D modelando la turbulencia
Autores: Piterbarg, Leonid I.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Frecuencia cáustica en flujos estocásticos en 2D modelando la turbulencia
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Flujos estocásticos
Turbulencia 2D
Medios compresibles
Frecuencia cáustica
Jacobiano
Exponente de Lyapunov
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Los flujos estocásticos que imitan la turbulencia 2D en medios compresibles son considerados. Las partículas impulsadas por tales flujos pueden colisionar y estudiamos la frecuencia de colisión (caústica). Las caústicas ocurren cuando el Jacobiano de un flujo se anula. En primer lugar, se deriva un sistema de ecuaciones diferenciales estocásticas no lineales que involucran al Jacobiano y se reducen a un menor número de incógnitas. Luego, para casos especiales de la fuerza estocástica, se encuentran límites superiores e inferiores para el número medio de caústicas en función del número de Stokes. Los límites proporcionan un asintótico exacto para números de Stokes pequeños. La eficacia de los límites se verifica numéricamente. Como resultados auxiliares, damos pruebas rigurosas de las conocidas expresiones para la frecuencia de caústicas y el exponente de Lyapunov en el modelo unidimensional. Nuestros hallazgos también pueden ser utilizados para estimar el tiempo medio en el que una ecuación en derivadas parciales tipo Riemann 2D con una fuerza estocástica pierde la unicidad de las soluciones.
Descripción
Los flujos estocásticos que imitan la turbulencia 2D en medios compresibles son considerados. Las partículas impulsadas por tales flujos pueden colisionar y estudiamos la frecuencia de colisión (caústica). Las caústicas ocurren cuando el Jacobiano de un flujo se anula. En primer lugar, se deriva un sistema de ecuaciones diferenciales estocásticas no lineales que involucran al Jacobiano y se reducen a un menor número de incógnitas. Luego, para casos especiales de la fuerza estocástica, se encuentran límites superiores e inferiores para el número medio de caústicas en función del número de Stokes. Los límites proporcionan un asintótico exacto para números de Stokes pequeños. La eficacia de los límites se verifica numéricamente. Como resultados auxiliares, damos pruebas rigurosas de las conocidas expresiones para la frecuencia de caústicas y el exponente de Lyapunov en el modelo unidimensional. Nuestros hallazgos también pueden ser utilizados para estimar el tiempo medio en el que una ecuación en derivadas parciales tipo Riemann 2D con una fuerza estocástica pierde la unicidad de las soluciones.