Sistema de Submissão de Resumos, II ENCONTRO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA - 2012 (ENCERRADO)

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Estatística de expoentes de Lyapunov a tempo finito
Lucas R. L. Cardoso, Marcus Bonança

Última alteração: 2012-11-13

Resumo


Os atratores estranhos presentes em sistemas dinâmicos que apresentam caos, constituem material de muito estudo pois estão presentes em inúmeros modelos matemáticos de sistemas físicos, desde previsões meteorológicas até circuitos elétricos simples. Usualmente, identifica-se um sistema caótico através do espectro de expoentes de Lyapunov que este apresenta. Neste trabalho, abordamos dois métodos numéricos desenvolvidos com esta finalidade, o Método Tangente e o Método das Dinâmicas Clonadas. Implementamos os respectivos algoritmos e testamos ambos em sistemas típicos (Lorenz, Rössler, Chua). Em um segundo momento, iniciamos o estudo sobre a estatística dos expoentes de Lyapunov a tempo finito, utilizando o sistema de Lorenz como modelo. Para construir estas estatísticas, sorteamos aleatoriamente N condições iniciais a partir das quais, evoluímos a dinâmica do sistema (de Lorenz) por um determinado tempo de integração.  Ao final de cada evolução obtivemos o espectro dos expoentes de Lyapunov. Repetimos este processo para as N condições iniciais sorteadas e então verificamos a estatística dos expoentes obtidos. Analisou-se os resultado sob os seguintes aspectos: (1) influência do valor de N, na forma da distribuição obtida; (2) influência do tempo de integração da forma da distribuição obtida; (3) diferença das distribuições obtidas utilizando cada um dos expoentes que compõem o espectro. Até este ponto, concluímos que um maior número de condições iniciais, apenas produz uma curva mais bem definida, sem alterar a sua forma. A variação no tempo de integração também não alterara o tipo da distribuição. Tempos de integração maiores apenas provocaram uma diminuição no desvio padrão da série, resultado esperado visto que quanto maior o tempo de integração, maior é a porção do atrator visitada, o que produz um expoente de Lyapunov mais próximo do assintótico. Discutimos perspectivas futuras e a potencial aplicação dessas estatísticas como diagnóstico adicional da dinâmica no atrator.