间歇性的结构起源与实时驱动因素
混沌动力学
2025-07-01 v1
摘要
从广义意义上讲，间歇性是指演化系统在两种或更多不同制度之间交替的属性。预测 制度切换何时发生是极其具有挑战性的，往往几乎不可能。间歇过程包括湍流、对流、降水模式，以及 plasma physics、medicine、neuroscience 和 economics 中的若干案例。传统方法聚焦于全局统计指标，例如在固定条件下 制度变化频率的平均值，或这些指标随系统参数如何变化。我们采用局部视角：我们研究制度变化的原因和驱动因素，并最终旨在预测这些变化。通过使用五种不同复杂度的系统，我们识别出制度转换的指标和前兆，这些指标在不同间歇机制和动力学模型之间具有 common 之处。对于所有研究中的系统和间歇性类型，我们发现某些 Lyapunov 向量对齐与随之或之后的制度变化之间存在相关性。我们在 Lorenz 96 和 Kuramoto-Shivanshinki 模型中发现了独特行为。在 Lorenz 96 中，我们识别出具有层流间歇的危机诱导的间歇性，而在 Kuramoto-Shivanshinki 中，我们检测到一种遵循 type-I 间歇性比例的空间全局间歇性。识别驱动 间歇行为的 general 机制，特别是揭示了指向制度变化的指标，为在更真实的情景中设计预测工具提供了可能。这包括湍流地理流体、降水模式或大气深对流。
关键词
引用
@article{arxiv.2506.23941,
title = {Structural Origins and Real-Time Drivers of Intermittency},
author = {Alessandro Barone and Alberto Carrassi and Thomas Savary and Jonathan Demaeyer and Stéphane Vannitsem},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.23941},
year = {2025}
}