Turbulencia como una red de modos de Fourier
Autores: Gürcan, Özgür. D.; Li, Yang; Morel, Pierre
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Turbulencia como una red de modos de Fourier
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Turbulencia
Dinámica
Interacciones
Red
Modelos
Espacio de Fourier
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
La turbulencia es la dualidad de la dinámica caótica y la organización jerárquica de un campo en un amplio rango de escalas debido a las no linealidades advectivas. Las no linealidades cuadráticas (por ejemplo, advección) en el espacio real se traducen en interacciones triádicas en el espacio de Fourier. Esas interacciones pueden calcularse utilizando transformadas rápidas de Fourier u otros métodos de cálculo de integrales de convolución. Sin embargo, de manera más general, pueden interpretarse como una red de nodos interactivos, donde cada interacción es entre un nodo y un par. En esta formulación, cada nodo interactúa con una lista de pares que satisfacen la condición de interacción triádica con ese nodo, y la convolución se convierte en una suma sobre esta lista. Un mallado regular en el espacio de número de onda puede escribirse en forma de tal red. Al reducir la resolución de un mallado regular y combinar los nodos cercanos para obtener la red reducida correspondiente al mallado de baja resolución, podemos deducir las reglas de reducción para dicha red. Esta perspectiva nos permite desarrollar modelos de red como aproximaciones de varios tipos de dinámicas turbulentas. Se discuten brevemente varios ejemplos, como modelos de caparazón, modelos de poliedros anidados o modelos de depredador-presa. Se proporciona una prescripción para establecer variantes de mundo pequeño de estos modelos.
Descripción
La turbulencia es la dualidad de la dinámica caótica y la organización jerárquica de un campo en un amplio rango de escalas debido a las no linealidades advectivas. Las no linealidades cuadráticas (por ejemplo, advección) en el espacio real se traducen en interacciones triádicas en el espacio de Fourier. Esas interacciones pueden calcularse utilizando transformadas rápidas de Fourier u otros métodos de cálculo de integrales de convolución. Sin embargo, de manera más general, pueden interpretarse como una red de nodos interactivos, donde cada interacción es entre un nodo y un par. En esta formulación, cada nodo interactúa con una lista de pares que satisfacen la condición de interacción triádica con ese nodo, y la convolución se convierte en una suma sobre esta lista. Un mallado regular en el espacio de número de onda puede escribirse en forma de tal red. Al reducir la resolución de un mallado regular y combinar los nodos cercanos para obtener la red reducida correspondiente al mallado de baja resolución, podemos deducir las reglas de reducción para dicha red. Esta perspectiva nos permite desarrollar modelos de red como aproximaciones de varios tipos de dinámicas turbulentas. Se discuten brevemente varios ejemplos, como modelos de caparazón, modelos de poliedros anidados o modelos de depredador-presa. Se proporciona una prescripción para establecer variantes de mundo pequeño de estos modelos.