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对称生混沌:Navier–Stokes 方程、Beltrami 场与普适分类晶体群

混沌动力学 2023-06-28 v2 高能物理 - 理论 数学物理 math.MP 辛几何

摘要

本文核心是一种新颖的群论方法,由本文作者之一与 Alexander Sorin 于 2015 年发起,可对环面 R3/Λ\mathbb{R}^3/\Lambda(其中 Λ\Lambda 为晶体格)上的 Beltrami 流进行更系统的分类与算法构造。这篇基于普适分类群 UGΛ\mathfrak{UG}_\Lambda 思想的新流体理论于此修订。我们构造了此前缺失的六角格 UGΛHex\mathfrak{UG}_{\Lambda_{Hex}}。掌握立方与六角实例后,我们可覆盖所有情形。Beltrami 流与接触结构间的分类关系得以阐明。本工作开启的最具前景研究方向源于如下事实:一般 Navier-Stokes 解的傅里叶级数展开可重组为无穷多项贡献 Wr\mathbf{W}_r 之和,每一项关联动量格中量化半径 rr 的球层,且由 Beltrami 与反 Beltrami 场的叠加构成,并具有群 UGΛ\mathfrak{UG}_\Lambda 不可约表示的类似分解,这些表示在更高层上以不同方式重复。这一关键性质使得构造具预设隐藏对称、作为 NS 方程候选解的一般傅里叶级数成为可能。作为该研究计划的进一步成果,一套名为 \textbf{AlmafluidaNSPsystem} 的完整且通用的 MATHEMATICA 代码系统已被构建,现可通过 Wolfram Community 站点获取。我们构造的主要信息是:Beltrami 流越对称,混沌轨迹出现的概率越高。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.01037,
  title  = {Chaos from Symmetry: Navier Stokes equations, Beltrami fields and the Universal Classifying Crystallographic Group},
  author = {Pietro G. Fré and Mario Trigiante},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.01037},
  year   = {2023}
}

备注

LaTeX source, 97 pages and 69 figures. With respect to version 1, the content has been substantially reorganized and corrections implemented. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1501.04604