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洛伦兹吸引子
世界上研究广泛的常分方程|是Lorenz混沌áÚf。该方程在1963年
由M.I.T.数学家和气象学家Edward Lorenz提出,Edward Lorenz的研究兴趣主
在用6体运动模型描述地 球空气运动。可参考Colin Sparrow的书,《The Lorenz
Equations: Bifurcations, Chaos, and Strange Attrctors》
Lorenz方程可±表示成个矩阵-向量乘积形式
y
0
= Ay.
向量y的三个分量关于时间t的函数:
y(t) =
y
1
(t)
y
2
(t)
y
3
(t)
该方程是个非线性的分方程|,矩阵A中7个元素常数,,2个元素赖
于y
2
(t):
A =
−β 0 y
2
0 −σ σ
−y
2
ρ −1
解向量中的第个分量,y
1
(t)指的是空气的对6,,2个分量分别指水平和垂直
的§度变化。参数σ 是Prandtl数,ρ 是规范化的Rayleigh数,参数β 赖于区域的
几何形G。常用的参数值分别,σ = 10, ρ = 28, β =
8
3
,
在矩阵A中去掉y
2
将改变分方程|的非线性性。这些方程不再有随机性,
方程的解全由参数和初始值决定,但是解的行却很难预测。对某些参数值,
解y(t)在三空间的轨道是个奇ÉáÚf。轨道有界但是不具有周期性和收敛
性,且不会和g己相交。轨道将绕两个不同的点或áÚf混沌地来回变动。对
有些参数值,解 可能收敛于个固定点,或者发散到Ã穷远,或周期的震荡。见
图1和2.
假设η = y
2
是个g由参数,规定参数ρ是个大于1的数,矩阵
A =
−β 0 η
0 −σ σ
−η ρ −1
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