| dbo:abstract |
تمثل هياكل لاغرانغ المترابطة نوعًا مميزًا من أسطح المسارات في الأنظمة الديناميكية التي تؤثر بدرجة كبيرة على أشكال المسارات المجاورة لها خلال فترة معينة من الزمن. تتباين أنواع هذا التأثير ولكن في جميع الأحوال يُولد هذا التأثير نمطًا مترابطًا للمسارات، وهنا يأتي دور هياكل لاغرانج المترابطة التي تشكل الجزء النظري المحوري في توليد تلك الأنماط. من السهل ملاحظة خصائص الترابط عند مراقبة أنماط التدفق في الطبيعة، ولكن ما يثير اهتمامنا في العادة هو الهيكل الكامن وراء تلك الأنماط. كما هو موضح على اليسار، نجد أن مسارات التدفق المفردة تتشكل على هيئة نمط مترابط، وتتأثر تلك المسارات بشدة بالتغيرات في أوضاعها الأولية وبارامترات النظام. ولكن من ناحية أخرى تتميز هياكل لاغرانج المولدة لتلك المسارات بالثبات والصلابة، وهي تمثل دعامة أساسية مُبسطة لديناميات النظام بصفة عامة. ولهذا السبب تُعتبر هياكل لاغرانج المترابطة أداة مثالية للتحقق من صحة النماذج، والمقارنة بينها، ووضع أسس معيارية للمقارنة بينها. علاوة على ذلك يمكن الاستعانة بهياكل لاغرانج في التنبؤ بأحوال الأنظمة الديناميكية المعقدة على المدى القريب أو المدى القصير. من بين الأمثلة على الظواهر الفيزيائية المحكومة بهياكل لاغرانج المترابطة: النفايات العائمة، والتسربات النفطية، والعوامات السطحية، وأنماط انتشار الكلوروفيل في المحيطات، وسحب الرماد البركاني، وانتشار الأبواغ في الغلاف الجوي، وأنماط الحشد المترابطة التي نلاحظها عند البشر والحيوانات. رغم أن هياكل لاغرانج المترابطة تظهر بصفة متكررة في الأنظمة الديناميكية ولكن لا يمكن ملاحظة دورها في توليد الأنماط المترابطة بسهولة في حالة تدفق الموائع. وتُعد الصور المُرفقة بالأسفل أمثلة على أنواع هياكل لاغرانج المختلفة الكامنة وراء العديد من أنماط التدفق الجيوفيزيائية. * الدوامات الحلزونية: هياكل لاغرانج الزائدة والناقصة (تصوير بول سكالي باور/ ناسا). * درجات حرارة البحر السطحية في تيارات الخليج: هيكل لاغرانج مكافئ (ناسا) * العوالق النباتية في تيار أجولهاس: هيكل لاغرانج ناقص ثنائي الأبعاد (ناسا) * إعصار بالقرب من فلوريدا كيز: هيكل لاغرانج ناقص ثلاثي الأبعاد (أسطواني) * حلقة بخار منبعثة من جبل إتنا: هيكل لاغرانج ناقص ثنائي الأبعاد (تصوير توم بفايفر) (ar) Lagrangian coherent structures (LCSs) are distinguished surfaces of trajectories in a dynamical system that exert a major influence on nearby trajectories over a time interval of interest. The type of this influence may vary, but it invariably creates a coherent trajectory pattern for which the underlying LCS serves as a theoretical centerpiece. In observations of tracer patterns in nature, one readily identifies coherent features, but it is often the underlying structure creating these features that is of interest. As illustrated on the right, individual tracer trajectories forming coherent patterns are generally sensitive with respect to changes in their initial conditions and the system parameters. In contrast, the LCSs creating these trajectory patterns turn out to be robust and provide a simplified skeleton of the overall dynamics of the system. The robustness of this skeleton makes LCSs ideal tools for model validation, model comparison and benchmarking. LCSs can also be used for now-casting and even short-term forecasting of pattern evolution in complex dynamical systems. Physical phenomena governed by LCSs include floating debris, oil spills, surface drifters and chlorophyll patterns in the ocean; clouds of volcanic ash and spores in the atmosphere; and coherent crowd patterns formed by humans and animals. While LCSs generally exist in any dynamical system, their role in creating coherent patterns is perhaps most readily observable in fluid flows. The images below are examples of how different types of LCSs hidden in geophysical flows shape tracer patterns. * Spiral eddies:Hyperbolic and elliptic LCSs (Paul Scully-Power/NASA) * Sea surface temperature in Gulf StreamParabolic LCSs (NASA) * Phytoplankton in Agulhas ring2D elliptic LCS (NASA/GSFC) * Tornado off the Florida Keys 3D elliptic LCS (cylindrical) (Joseph Golden/NOAA) * A steam ring from Mount Etna3D elliptic LCS (toroidal) (Tom Pfeiffer [1]) (en) 拉格朗日拟序结构（Lagrangian coherent structure）是指在时变系统（如流体力学中的湍流）中区分不同动力学特征区域的结构。这些结构可以用有限时间李亚普诺夫指数（finite-time Lyapunov exponent）来定义。这一定义是基于拉格朗日力学来描述的，与参考系无关。 通过有限时间李亚普诺夫指数可以找到时间相关系统中的分界线（separatrix），通常类似于时间无关系统中的稳定流形和非稳定流形。这些分界线即是拉格朗日拟序结构。拉格朗日拟序结构可以区分流场中有不同动力学特征的区域，而这些特征通常是通过速度场、甚至系统的轨迹无法显现的。因而这些结构是分析时间相关系统的有用工具。 (zh) |
| dbo:thumbnail |
wiki-commons:Special:FilePath/Steam_ring.jpeg?width=300 |
| dbo:wikiPageExternalLink |
http://dabiri.caltech.edu/software/LMK23.zip http://github.com/FlowPhysics/FlowTK http://www.volcanodiscovery.com http://infoscience.epfl.ch/record/190478 https://github.com/FlowPhysics/flowVC https://github.com/Shibabrat/Newman https://github.com/elehcim/cuda_ftle https://web.archive.org/web/20141001004042/http:/homepages.ulb.ac.be/~lekien/mangen-1.4.4.zip |
| dbo:wikiPageID |
25077398 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageLength |
72191 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID |
1104394597 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink |
dbr:Metric_tensor_(general_relativity) dbr:Ridge dbr:Dynamical_system dbr:Dynamical_systems_theory dbr:Invariant_manifold dbr:Geodesics_in_general_relativity dbr:Normally_hyperbolic_invariant_manifold dbr:Frobenius_theorem_(differential_topology) dbc:Flow_visualization dbc:Chaos_theory dbc:Turbulence dbr:Levi-Civita_symbol dbr:Lorentzian_metric dbr:Phase_space dbr:Tangent_space dbr:Trajectories dbr:Turbulence dbr:Fluid_dynamics dbr:Diffeomorphism dbr:Kolmogorov–Arnold–Moser_theorem dbr:Hamiltonian_system dbr:Attractor dbr:Dynamical_systems dbc:Dynamical_systems dbc:Fluid_dynamics dbr:Chaos_theory dbr:Trench dbr:Autonomous_system_(mathematics) dbr:Polar_decomposition dbr:Continuity_(mathematics) dbr:Great_Red_Spot dbr:Inequality_(mathematics) dbr:Metric_tensor dbr:Navier–Stokes_equations dbr:Newton's_laws_of_motion dbr:Lyapunov_exponent dbr:Matrix_similarity dbr:Finite_strain_theory dbr:Strain_rate_tensor dbr:Spectral_submanifold dbr:Material_objectivity dbr:Material_surface dbr:File:2DLCS.jpg dbr:File:Attracting_repelling_LCS.jpeg dbr:File:FTLE-Cy2d-Combined-Height7.png dbr:File:Jupiter's_Great_Red_Spot_and_southern_Equatorial_Zone_jet_Hres.gif dbr:File:LAVD_wikipedia.gif dbr:File:LCS_conceptual2.pdf dbr:File:LCS_vs_invariant_manifolds.tif dbr:File:Localvari.jpeg dbr:File:Material_surface.jpg dbr:File:Nearshore_FTLE_of_tidal_interface.png dbr:File:Ocean_LAVD_vortex_bnd_t0.png dbr:File:PRA_for_2D_turbulence.pdf dbr:File:PRA_for_ABC.pdf dbr:File:Repelling_LCS_for_double_gyre.tiff dbr:File:SOSE_R1_LAVD_3D.png dbr:File:SOSE_movie.gif dbr:File:VARI_LCS_3D_ABC.tiff dbr:File:Vortex_advection.jpg dbr:File:Wikipedia_image_2.png dbr:File:Skeleton_turbulence.png |
| dbp:wikiPageUsesTemplate |
dbt:COI dbt:Cite_journal dbt:Reflist dbt:Short_description |
| dcterms:subject |
dbc:Flow_visualization dbc:Chaos_theory dbc:Turbulence dbc:Dynamical_systems dbc:Fluid_dynamics |
| rdfs:comment |
拉格朗日拟序结构（Lagrangian coherent structure）是指在时变系统（如流体力学中的湍流）中区分不同动力学特征区域的结构。这些结构可以用有限时间李亚普诺夫指数（finite-time Lyapunov exponent）来定义。这一定义是基于拉格朗日力学来描述的，与参考系无关。 通过有限时间李亚普诺夫指数可以找到时间相关系统中的分界线（separatrix），通常类似于时间无关系统中的稳定流形和非稳定流形。这些分界线即是拉格朗日拟序结构。拉格朗日拟序结构可以区分流场中有不同动力学特征的区域，而这些特征通常是通过速度场、甚至系统的轨迹无法显现的。因而这些结构是分析时间相关系统的有用工具。 (zh) تمثل هياكل لاغرانغ المترابطة نوعًا مميزًا من أسطح المسارات في الأنظمة الديناميكية التي تؤثر بدرجة كبيرة على أشكال المسارات المجاورة لها خلال فترة معينة من الزمن. تتباين أنواع هذا التأثير ولكن في جميع الأحوال يُولد هذا التأثير نمطًا مترابطًا للمسارات، وهنا يأتي دور هياكل لاغرانج المترابطة التي تشكل الجزء النظري المحوري في توليد تلك الأنماط. من السهل ملاحظة خصائص الترابط عند مراقبة أنماط التدفق في الطبيعة، ولكن ما يثير اهتمامنا في العادة هو الهيكل الكامن وراء تلك الأنماط. * الدوامات الحلزونية: هياكل لاغرانج الزائدة والناقصة (تصوير بول سكالي باور/ ناسا). * * * * (ar) Lagrangian coherent structures (LCSs) are distinguished surfaces of trajectories in a dynamical system that exert a major influence on nearby trajectories over a time interval of interest. The type of this influence may vary, but it invariably creates a coherent trajectory pattern for which the underlying LCS serves as a theoretical centerpiece. In observations of tracer patterns in nature, one readily identifies coherent features, but it is often the underlying structure creating these features that is of interest. * Spiral eddies:Hyperbolic and elliptic LCSs (Paul Scully-Power/NASA) * * * * (en) |
| rdfs:label |
هيكل لاغرانج المترابط (ar) Lagrangian coherent structure (en) 拉格朗日拟序结构 (zh) |
| owl:sameAs |
freebase:Lagrangian coherent structure yago-res:Lagrangian coherent structure wikidata:Lagrangian coherent structure dbpedia-ar:Lagrangian coherent structure dbpedia-zh:Lagrangian coherent structure https://global.dbpedia.org/id/4pq6R |
| prov:wasDerivedFrom |
wikipedia-en:Lagrangian_coherent_structure?oldid=1104394597&ns=0 |
| foaf:depiction |
wiki-commons:Special:FilePath/SST_Gulf_stream.jpeg wiki-commons:Special:FilePath/Trombe.jpg wiki-commons:Special:FilePath/2DLCS.jpg wiki-commons:Special:FilePath/Agulhas_ring.jpeg wiki-commons:Special:FilePath/Attracting_repelling_LCS.jpeg wiki-commons:Special:FilePath/FTLE-Cy2d-Combined-Height7.png wiki-commons:Special:FilePath/Jupiter's_Great_Red_S...southern_Equatorial_Zone_jet_Hres.gif wiki-commons:Special:FilePath/LAVD_wikipedia.gif wiki-commons:Special:FilePath/Localvari.jpeg wiki-commons:Special:FilePath/Material_surface.jpg wiki-commons:Special:FilePath/Nearshore_FTLE_of_tidal_interface.png wiki-commons:Special:FilePath/Ocean_LAVD_vortex_bnd_t0.png wiki-commons:Special:FilePath/SOSE_R1_LAVD_3D.png wiki-commons:Special:FilePath/SOSE_movie.gif wiki-commons:Special:FilePath/Skeleton_turbulence.png wiki-commons:Special:FilePath/Spiral_eddies.jpeg wiki-commons:Special:FilePath/Steam_ring.jpeg wiki-commons:Special:FilePath/Vortex_advection.jpg wiki-commons:Special:FilePath/Wikipedia_image_2.png |
| foaf:isPrimaryTopicOf |
wikipedia-en:Lagrangian_coherent_structure |
| is dbo:wikiPageDisambiguates of |
dbr:LCS dbr:Lagrangian |
| is dbo:wikiPageRedirects of |
dbr:Lagrangian_coherent_structure_(LCS) dbr:Lagrangian_coherent_structures dbr:Lagrangian_coherent_structures_(LCS) dbr:Elliptic_LCS dbr:Finite-time_Lyapunov_exponent dbr:Finite_time_lyapunov_exponent dbr:Hyperbolic_LCS |
| is dbo:wikiPageWikiLink of |
dbr:Invariant_manifold dbr:Turbulence dbr:Eulerian_coherent_structure dbr:Center_manifold dbr:Lagrangian_coherent_structure_(LCS) dbr:Lagrangian_coherent_structures dbr:Lagrangian_coherent_structures_(LCS) dbr:Coherent_turbulent_structure dbr:LCS dbr:Lagrangian dbr:Stable_manifold dbr:Spectral_submanifold dbr:Elliptic_LCS dbr:Finite-time_Lyapunov_exponent dbr:Finite_time_lyapunov_exponent dbr:Hyperbolic_LCS |
| is foaf:primaryTopic of |
wikipedia-en:Lagrangian_coherent_structure |
