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流动网络:地球物理流体输运的特征刻画

大气与海洋物理 2015-03-06 v2 混沌动力学 流体动力学

摘要

我们通过流动网络来表示流体域不同区域之间的输运,该网络构建自与流体平流动力学相关的 Perron-Frobenius 算子或转移算子的离散表示。该方法有助于分析地球物理背景下的流体动力学,正如通过构建与地中海表面环流相关的流动网络所 illustrated 的那样。我们利用网络理论工具分析流动网络,从而深入了解输运过程。特别地,我们将经典上由 Lyapunov 指数量化的色散和混合特性与网络节点的度定量地联系起来。从网络邻接矩阵定义了一族网络熵,并将其与流体中的拉伸统计量(特别是 Lyapunov 指数场)相关联。最后,我们使用网络社区发现算法 Infomap 将地中海网络划分为相干区域,即内部混合良好但彼此之间流体交换很少的区域。

关键词

引用

@article{arxiv.1409.4171,
  title  = {Flow networks: A characterization of geophysical fluid transport},
  author = {Enrico Ser-Giacomi and Vincent Rossi and Cristobal Lopez and Emilio Hernandez-Garcia},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1409.4171},
  year   = {2015}
}

备注

16 pages, 15 figures. v2: published version