湍流中的最优追踪策略
流体动力学
2023-10-02 v1 系统与控制
系统与控制
混沌动力学
计算物理
摘要
在湍流中追捕漂移目标是一项极其困难的任务，当搜索者推进与机动能力有限时尤为如此。即便追捕者与目标的相对距离小于湍流耗散尺度，目标轨迹的混沌特性也构成了巨大挑战。本文展示了如何成功应用最优控制理论来寻找克服混沌弥散、使搜索者以最短时间抵达目标的导航策略。我们将最优控制的结果——其要求完美可观测性以及对环境动力学的完全掌握——与基于局部、瞬时流场信息的反应式启发式算法进行对比。后者表现明显更差，而最优控制的追捕者能够在远长于典型李雅普诺夫指数倒数的时间内追踪目标，且鲁棒性显著更强。
引用
@article{arxiv.2305.04677,
title = {Optimal tracking strategies in a turbulent flow},
author = {Chiara Calascibetta and Luca Biferale and Francesco Borra and Antonio Celani and Massimo Cencini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.04677},
year = {2023}
}