

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي


الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية


الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق


الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات


الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل


المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات


التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات


علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان
Lorenz Attractor
المؤلف:
Gleick, J
المصدر:
Chaos: Making a New Science. New York: Penguin Books, pp. 27-31, center plate
الجزء والصفحة:
...
1-9-2021
3968
Lorenz Attractor
The Lorenz attractor is an attractor that arises in a simplified system of equations describing the two-dimensional flow of fluid of uniform depth
, with an imposed temperature difference
, under gravity
, with buoyancy
, thermal diffusivity
, and kinematic viscosity
. The full equations are
![]() |
![]() |
![]() |
(1) |
![]() |
![]() |
![]() |
(2) |
Here,
is a stream function, defined such that the velocity components
of the fluid motion are
![]() |
![]() |
![]() |
(3) |
![]() |
![]() |
![]() |
(4) |
(Tabor 1989, p. 205).
In the early 1960s, Lorenz accidentally discovered the chaotic behavior of this system when he found that, for a simplified system, periodic solutions of the form
![]() |
(5) |
![]() |
(6) |
grew for Rayleigh numbers larger than the critical value,
. Furthermore, vastly different results were obtained for very small changes in the initial values, representing one of the earliest discoveries of the so-called butterfly effect.
Lorenz included the terms
![]() |
![]() |
![]() |
(7) |
![]() |
![]() |
![]() |
(8) |
![]() |
![]() |
![]() |
(9) |
where
is proportional to convective intensity,
to the temperature difference between descending and ascending currents, and
to the difference in vertical temperature profile from linearity in his system of equations. From these, he obtained the simplified equations
![]() |
![]() |
![]() |
(10) |
![]() |
![]() |
![]() |
(11) |
![]() |
![]() |
![]() |
(12) |
now known as the Lorenz equations. Here,
,
,
, and
![]() |
![]() |
![]() |
(13) |
![]() |
![]() |
![]() |
(14) |
![]() |
![]() |
![]() |
(15) |
where
is the Prandtl number, Ra is the Rayleigh number,
is the critical Rayleigh number, and
is a geometric factor (Tabor 1989, p. 206). Lorenz took
and
.
The Lorenz attractor has a correlation exponent of
and capacity dimension
(Grassberger and Procaccia 1983). For more details, see Lichtenberg and Lieberman (1983, p. 65) and Tabor (1989, p. 204). As one of his list of challenging problems for mathematics (Smale's problems), Smale (1998, 2000) posed the open question of whether the Lorenz attractor is a strange attractor. This question was answered in the affirmative by Tucker (2002), whose technical proof makes use of a combination of normal form theory and validated interval arithmetic.

The critical points at (0, 0, 0) correspond to no convection, and the critical points at
![]() |
(16) |
and
![]() |
(17) |
correspond to steady convection. This pair is stable only if
![]() |
(18) |
which can hold only for positive
if
.

The image above shows a Lorenz attractor laser-etched into glass by digital sculptor Bathsheba Grossman (http://www.bathsheba.com/).
REFERENCES:
Gleick, J. Chaos: Making a New Science. New York: Penguin Books, pp. 27-31, center plate (following p. 114), and p. 140, 1988.
Grassberger, P. and Procaccia, I. "Measuring the Strangeness of Strange Attractors." Physica D 9, 189-208, 1983.
Grossman, B. "Lorenz Attractor Crystal." http://www.bathsheba.com/crystalsci/lorenz/.
Guckenheimer, J. "A Strange, Strange Attractor." In The Hopf Bifurcation and Its Applications (Ed. J. E. Marsden and M. McCracken). New York: Springer-Verlag, 1976.
Guckenheimer, J. and Williams, R. F. "Structural Stability of Lorenz Attractors." Publ. Math. IHES 50, 307-320, 1979.
Lichtenberg, A. and Lieberman, M. Regular and Stochastic Motion. New York: Springer-Verlag, 1983.
Lorenz, E. N. "Deterministic Nonperiodic Flow." J. Atmos. Sci. 20, 130-141, 1963.
Lorenz, E. N. "On the Prevalence of Aperiodicity in Simple Systems." In Global Analysis: Proceedings of the Biennial Seminar of the Canadian Mathematical Congress Held at the University of Calgary, Alberta, June 12-27 (Ed. M. Grmela and J. E. Marsden). New York: Springer-Verlag, pp. 53-75, 1979.
Peitgen, H.-O.; Jürgens, H.; and Saupe, D. Chaos and Fractals: New Frontiers of Science. New York: Springer-Verlag, pp. 697-708, 1992.
Rand, D. "The Topological Classification of Lorenz Attractors." Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 83, 451-460, 1978.
Smale, S. "Mathematical Problems for the Next Century." Math. Intelligencer 20, No. 2, 7-15, 1998.
Smale, S. "Mathematical Problems for the Next Century." In Mathematics: Frontiers and Perspectives 2000 (Ed. V. Arnold, M. Atiyah, P. Lax, and B. Mazur). Providence, RI: Amer. Math. Soc., 2000.
Sparrow, C. The Lorenz Equations: Bifurcations, Chaos, and Strange Attractors. New York: Springer-Verlag, 1982.
Stewart, I. "The Lorenz Attractor Exists." Nature 406, 948-949, 2000.
Tabor, M. Chaos and Integrability in Nonlinear Dynamics: An Introduction. New York: Wiley, 1989.
Tucker, W. "A Rigorous ODE Solver and Smale's 14th Problem." Found. Comput. Math. 2, 53-117, 2002.
Viana, M. "What's New on Lorenz Strange Attractors." Math. Intell. 22, 6-19.
Weisstein, E. W. "Smale's 14th Problem Solved." MathWorld Headline News, Feb. 13, 2002. http://mathworld.wolfram.com/news/2002-02-13/smale14th/.
Wells, D. The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Geometry. London: Penguin, pp. 142-143, 1991.
Williams, R. F. "The Structure of Lorenz Attractors." Publ. Math. IHES 50, 321-347, 1979.
Yorke, J. A. and Yorke, E. D. "Metastable Chaos: The Transition to Sustained Chaotic Oscillation in a Model of Lorenz." J. Stat. Phys. 21, 263-277, 1979.
الاكثر قراءة في الرياضيات التطبيقية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
الآخبار الصحية













































قسم الشؤون الفكرية يصدر كتاباً يوثق تاريخ السدانة في العتبة العباسية المقدسة
"المهمة".. إصدار قصصي يوثّق القصص الفائزة في مسابقة فتوى الدفاع المقدسة للقصة القصيرة
(نوافذ).. إصدار أدبي يوثق القصص الفائزة في مسابقة الإمام العسكري (عليه السلام)