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In fisica matematica, in particolare nella teoria dei sistemi dinamici, l'intermittenza è l'alternanza irregolare di fasi di dinamica apparentemente periodica e caotica (dinamica di Pomeau-Manneville), o di diverse forme di dinamica caotica (intermittenza indotta da crisi).[1][2]
Pomeau e Manneville descrissero tre strade verso l'intermittenza, in cui un sistema quasi periodico mostra esplosioni di caos a intervalli irregolari.[3] Questi (tipo I, II e III) corrispondono all'approcciarsi a una biforcazione a nodo sella, a una biforcazione subcritica di Hopf, o ad una biforcazione inversa con raddoppio del periodo. Nelle fasi apparentemente periodiche il comportamento è solo quasi periodico, un lento allontanamento da un'orbita periodica instabile. Alla fine il sistema si allontana abbastanza dall'orbita periodica da poter essere soggetto a dinamiche caotiche nel resto dello spazio delle fasi, fino a quando non si avvicina nuovamente all'orbita e ritorna al comportamento quasi periodico. Poiché il tempo trascorso vicino all'orbita periodica dipende sensibilmente da quanto il sistema si è avvicinato ad essa (a sua volta determinato da ciò che accade durante il periodo caotico), la lunghezza di ciascuna fase è imprevedibile.
Un altro scenario, l'intermittenza on-off, si verifica quando un attrattore caotico, precedentemente trasversalmente stabile, con dimensione inferiore a quella dello spazio di immersione, inizia a perdere stabilità. Orbite quasi instabili all'interno delle orbite dell'attrattore possono sfuggire nello spazio circostante, producendo un'esplosione temporanea prima di tornare all'attrattore.[4]
Nell'intermittenza indotta da crisi un attrattore caotico soffre di una crisi, ossia quando cui due o più attrattori attraversano i confini del bacino di attrazione dell'altro. Quando un'orbita si muove lungo il primo attrattore, può attraversare la frontiera ed essere attratta dal secondo attrattore, dove rimarrà fino a quando la sua dinamica non la sposterà di nuovo attraverso la frontiera.
Il comportamento intermittente è comunemente osservato nei flussi di fluidi turbolenti, o nei pressi della transizione alla turbolenza. In flussi fortemente turbolenti (numero di Reynolds molto elevato), l'intermittenza è osservata nella dissipazione irregolare dell'energia cinetica[5] e nella dipendenza anomala degli incrementi di velocità in funzione della scala spaziale.[6] Tale tipo di intermittenza nel caso bidimensionale la si osserva sulle scale della cascata diretta di enstrofia, ma non in quelle della cascata inversa di energia.[7] Intermittenza in fluidodinamica è presente anche nell'alternanza irregolare tra flusso turbolento e non turbolento che appare nei getti turbolenti e in altri flussi turbolenti privi di pareti. Nel flusso all'interno di tubi, e in altri flussi delimitati da pareti, ci sono "soffi" intermittenti che sono centrali nel processo di transizione dal flusso laminare a quello turbolento.
Il comportamento intermittente è stato anche dimostrato sperimentalmente nei circuiti oscillanti e nelle reazioni chimiche.
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