Software de análisis de bifurcación y dinámica caótica para algunos problemas en la transición laminar-turbulenta de la dinámica de fluidos
Autores: Evstigneev, Nikolay M.; Magnitskii, Nikolai A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Software de análisis de bifurcación y dinámica caótica para algunos problemas en la transición laminar-turbulenta de la dinámica de fluidos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Análisis
Métodos numéricos
Bifurcación
Estructura de software
Ecuaciones diferenciales parciales
Dinámica caótica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
El análisis de bifurcaciones y dinámicas caóticas para sistemas no lineales de gran tamaño es un problema difícil. Se deben utilizar enfoques analíticos y numéricos para abordar este problema. Los métodos numéricos incluyen la resolución de algunos de los problemas más difíciles en matemáticas computacionales, que incluyen problemas espectrales y algebraicos del sistema, métodos numéricos no lineales específicos e implementación computacional en arquitecturas paralelas. La estructura de software necesaria para realizar análisis de bifurcación numérica para sistemas a gran escala fue considerada en el documento. Se discuten la estructura de software, las características específicas utilizadas para un análisis de bifurcación exitoso, estrategias de globalización, estabilización e implementaciones de alta precisión. Consideramos el análisis de bifurcación en el problema de valor inicial de frontera para un sistema de ecuaciones en derivadas parciales que describe la dinámica del flujo ABC incompresible (ecuaciones de Navier-Stokes en 3D). La solución estacionaria inicial se caracteriza por la estabilidad y la conectividad a las ramas principales de soluciones. Se consideraron soluciones periódicas en vista de problemas de transición de inestabilidad. Finalmente, se discuten algunas cuestiones de atractores de dimensiones superiores y regímenes caóticos.
Descripción
El análisis de bifurcaciones y dinámicas caóticas para sistemas no lineales de gran tamaño es un problema difícil. Se deben utilizar enfoques analíticos y numéricos para abordar este problema. Los métodos numéricos incluyen la resolución de algunos de los problemas más difíciles en matemáticas computacionales, que incluyen problemas espectrales y algebraicos del sistema, métodos numéricos no lineales específicos e implementación computacional en arquitecturas paralelas. La estructura de software necesaria para realizar análisis de bifurcación numérica para sistemas a gran escala fue considerada en el documento. Se discuten la estructura de software, las características específicas utilizadas para un análisis de bifurcación exitoso, estrategias de globalización, estabilización e implementaciones de alta precisión. Consideramos el análisis de bifurcación en el problema de valor inicial de frontera para un sistema de ecuaciones en derivadas parciales que describe la dinámica del flujo ABC incompresible (ecuaciones de Navier-Stokes en 3D). La solución estacionaria inicial se caracteriza por la estabilidad y la conectividad a las ramas principales de soluciones. Se consideraron soluciones periódicas en vista de problemas de transición de inestabilidad. Finalmente, se discuten algunas cuestiones de atractores de dimensiones superiores y regímenes caóticos.