Modelado matemático y algoritmos recursivos para construir patrones fractales complejos
Autores: Buriboev, Abror Shavkatovich; Sultanov, Djamshid; Ibrohimova, Zulaykho; Jeon, Heung Seok
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelado matemático y algoritmos recursivos para construir patrones fractales complejos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estructuras fractales
Algoritmos recursivos
Modelos geométricos
Patrones fractales
Método RFM
Transformaciones que preservan la simetría
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
En este documento, presentamos modelos geométricos matemáticos y algoritmos recursivos para generar y diseñar patrones complejos utilizando estructuras fractales. Al aplicar métodos analíticos e iterativos, sistemas de funciones iteradas (IFS) y L-sistemas para crear modelos geométricos de fractales complicados, desarrollamos modelos de construcción fractal, herramientas de visualización y enfoques de medición fractal. Introdujimos un novedoso método de modelado fractal recursivo (RFM) diseñado para generar patrones fractales intrincados con un control mejorado sobre la simetría, la escala y la autosimilitud. El método RFM se basa en técnicas tradicionales de generación de fractales, pero introduce recursión adaptativa y transformaciones que conservan la simetría para producir fractales con aplicaciones en dominios como la imagen médica, el diseño textil y el arte digital. Nuestro enfoque difiere de métodos existentes como el IFS de Barnsley y el código fractal de Jacquin al ofrecer una convergencia más rápida, una mayor precisión y una mayor flexibilidad en la personalización de patrones. Utilizamos el método RFM para crear un modelo matemático de objetos fractales que permitió la visualización de poligonales, curvas de Koch, árboles de Cayley, curvas de Serpin, conjunto de Cantor, formas estrelladas, circulares, círculos intersectantes y fractales en forma de árbol. Utilizando los modelos propuestos, se encontraron las dimensiones fractales de estas formas, lo que permitió crear patrones fractales complejos utilizando una amplia variedad de formas geométricas complicadas. Además, creamos una herramienta de software que automatiza la visualización de estructuras fractales. Esta herramienta puede utilizarse para una variedad de aplicaciones, incluida la ornamentación de elementos de construcción, el diseño interior y exterior, y la construcción de patrones en la industria textil.
Descripción
En este documento, presentamos modelos geométricos matemáticos y algoritmos recursivos para generar y diseñar patrones complejos utilizando estructuras fractales. Al aplicar métodos analíticos e iterativos, sistemas de funciones iteradas (IFS) y L-sistemas para crear modelos geométricos de fractales complicados, desarrollamos modelos de construcción fractal, herramientas de visualización y enfoques de medición fractal. Introdujimos un novedoso método de modelado fractal recursivo (RFM) diseñado para generar patrones fractales intrincados con un control mejorado sobre la simetría, la escala y la autosimilitud. El método RFM se basa en técnicas tradicionales de generación de fractales, pero introduce recursión adaptativa y transformaciones que conservan la simetría para producir fractales con aplicaciones en dominios como la imagen médica, el diseño textil y el arte digital. Nuestro enfoque difiere de métodos existentes como el IFS de Barnsley y el código fractal de Jacquin al ofrecer una convergencia más rápida, una mayor precisión y una mayor flexibilidad en la personalización de patrones. Utilizamos el método RFM para crear un modelo matemático de objetos fractales que permitió la visualización de poligonales, curvas de Koch, árboles de Cayley, curvas de Serpin, conjunto de Cantor, formas estrelladas, circulares, círculos intersectantes y fractales en forma de árbol. Utilizando los modelos propuestos, se encontraron las dimensiones fractales de estas formas, lo que permitió crear patrones fractales complejos utilizando una amplia variedad de formas geométricas complicadas. Además, creamos una herramienta de software que automatiza la visualización de estructuras fractales. Esta herramienta puede utilizarse para una variedad de aplicaciones, incluida la ornamentación de elementos de construcción, el diseño interior y exterior, y la construcción de patrones en la industria textil.