De diferentes sistemas a un modelo común: una revisión de sistemas dinámicos que conducen a las ecuaciones de Lorenz
Autores: Chimal-Eguía, Juan Carlos; Guzmán-Aguilar, Florencio; Silva-García, Víctor Manuel; Báez-Medina, Héctor; Cardona-López, Manuel Alejandro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
De diferentes sistemas a un modelo común: una revisión de sistemas dinámicos que conducen a las ecuaciones de Lorenz
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Exploración analítica
Sistemas dinámicos diversos
Conjunto común de ecuaciones
Sistema de Lorenz
Similitudes estructurales subyacentes
Similitudes dinámicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo presenta una exploración analítica de cómo diversos sistemas dinámicos, provenientes de diferentes dominios científicos, pueden reformularse (bajo aproximaciones y suposiciones específicas) en un conjunto común de ecuaciones formalmente equivalentes al sistema de Lorenz originalmente derivado para modelar la convección atmosférica. A diferencia de estudios anteriores que se centran en analizar o aplicar las ecuaciones de Lorenz, nuestro objetivo es mostrar cómo estas ecuaciones surgen de modelos distintos, enfatizando las similitudes estructurales y dinámicas subyacentes. Se incluyen los pasos matemáticos involucrados en estas reformulaciones. Los sistemas examinados incluyen el modelo original de convección atmosférica de Lorenz, la rueda de agua caótica, las ecuaciones de Maxwell-Bloch para láseres, el giroscopio mecánico, el modelo de dinamo solar, la dinámica de reacción a escala mesos, un modelo económico de tasas de interés y un sistema de control socioeconómico. Este trabajo incluye una discusión de las características unificadoras que conducen a comportamientos cualitativos similares en sistemas aparentemente no relacionados. Al resaltar el sistema de Lorenz como un límite paradigmático de una amplia clase de modelos no lineales, subrayamos su relevancia como un marco unificador en el estudio de dinámicas complejas.
Descripción
Este trabajo presenta una exploración analítica de cómo diversos sistemas dinámicos, provenientes de diferentes dominios científicos, pueden reformularse (bajo aproximaciones y suposiciones específicas) en un conjunto común de ecuaciones formalmente equivalentes al sistema de Lorenz originalmente derivado para modelar la convección atmosférica. A diferencia de estudios anteriores que se centran en analizar o aplicar las ecuaciones de Lorenz, nuestro objetivo es mostrar cómo estas ecuaciones surgen de modelos distintos, enfatizando las similitudes estructurales y dinámicas subyacentes. Se incluyen los pasos matemáticos involucrados en estas reformulaciones. Los sistemas examinados incluyen el modelo original de convección atmosférica de Lorenz, la rueda de agua caótica, las ecuaciones de Maxwell-Bloch para láseres, el giroscopio mecánico, el modelo de dinamo solar, la dinámica de reacción a escala mesos, un modelo económico de tasas de interés y un sistema de control socioeconómico. Este trabajo incluye una discusión de las características unificadoras que conducen a comportamientos cualitativos similares en sistemas aparentemente no relacionados. Al resaltar el sistema de Lorenz como un límite paradigmático de una amplia clase de modelos no lineales, subrayamos su relevancia como un marco unificador en el estudio de dinámicas complejas.