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世界工程日里小议洛伦兹 Lorenz 系统的稳健性

已有 778 次阅读 2021-3-4 14:33 |系统分类:科研笔记

世界工程日里小议洛伦兹 Lorenz 系统的稳健性

                                               

Sir George Gabriel Stokes (13 August 1819–1 February 1903   ggstokes.jpg

(1)Sir George Gabriel Stokes (13 August 1819–1 February 1903

https://www.claymath.org/millennium-problems/navier%E2%80%93stokes-equation

Edward Norton Lorenz 京都賞 第7回(1991)受賞_副本.jpg

(2)京都賞,Edward Norton Lorenz 第7回(1991)受賞 基礎科学部門 地球科学・宇宙科学

https://www.kyotoprize.org/laureates/edward_norton_lorenz/

              

Figure 1  The simplified Lorenz phase space equations of air convection (top).gif

(3)The simplified Lorenz phase space equations of air convection (top) and some numerical solutions (below, separated for clarity).

https://skepticalscience.com/print.php?r=134

Figure 4  Ocean cycles. North Atlantic Oscillation (blue), East Atlantic pattern.gif

(4)Ocean cycles. North Atlantic Oscillation (blue), East Atlantic pattern (green), West Pacific pattern (red) (NOAA)

https://skepticalscience.com/print.php?r=134

          

一、洛伦兹 Lorenz 系统的稳健性

   洛伦兹 Lorenz 系统是从流体力学的 the Navier–Stokes equations 和热传导方程推导出来的一个描述气体对流的简化模型。地球真实的大气运动与洛伦兹系统具有很类似的性质。The Lorenz equations were introduced in 1963 by Edward Lorenz, a meteorologist, as a severe truncation of the Navier–Stokes equations describing Rayleigh–Benard convection in a fluid (like Earth's atmosphere), which is heated from below in a gravitational field. The dependent variable x represents a single Fourier mode of the stream function for the velocity flow, the variables y and z represent two Fourier components of the temperature field; and the constants r, σ, and b are the Rayleigh number, the Prandtl number, and a geometrical factor, respectively.

https://www.sciencedirect.com/topics/computer-science/lorenz-equation

   洛伦兹 Lorenz 系统是一个非线性动力系统方程,具有混沌现象。

  

   2003年前后,我听说和发现洛伦兹系统是一个非常稳定的系统,具有对多种冲击的稳健的稳定性。

   可惜一直没有时间详细研究洛伦兹系统的稳健性。

  

   当受到各种冲击时,洛伦兹系统的数值(范围)不会发生很大的变化,但其运动的模式会明显改变。

   对应地:地球真实的大气温度(如地表气温),不会发生太大的升高或降低,但是却变得不规律。就是天气变得忽冷忽热、灾害性天气增多。但气温不会大幅度上升或下降。

  

二、今天是第二个世界工程日

世界工程日标志 banner_down_logo_副本.jpg

http://worldengineeringday.net/zh/index-cn/

   顺便感叹生活的艰难:没有大块的不受干扰的研究时间,什么重要事情也做不成。现代通信技术引起的人与人之间的互联,是扼杀原创的黑手之一。三天以上的连续时间!

   搞研究,需要数天的连续时间。艾萨克·牛顿连床都不起,穿着睡衣、拖鞋搞研究。

   诸葛亮在公元234年就知道:非宁静无以致远

   陈省身:要做学问就要安静,甚至电话都不要接,不能打断思路。

         

参考资料:

[1] UNESCO, 世界工程日 World Engineering Day

http://worldengineeringday.net/zh/index-cn/

http://worldengineeringday.net/

[2] NESCO, 2021年世界工程日介绍

https://worldengineeringday.net/zh/about-wed-3/

[3] 新华网,2020-03-04,首个世界工程日来了 让工程助力全球可持续发展

http://www.xinhuanet.com/fortune/2020-03/04/c_1125658872.htm?baike

[4] 科学网,2014-11-25,中国科学报:“钱学森之问”的“三重问”

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2014/12/310024.shtm

   原来,在“钱学森之问”提出6年后的2011年,美国《纽约时报》也曾公开发出另一个疑问:为何当今世界难觅“大思想”?

   “这个疑问可以被称为《纽约时报》之问。这是一个同样深刻的问题。”徐辉说,与之前的爱因斯坦、凯恩斯、丹尼斯·贝尔等思想、学术大家相比,当代的全球学界几乎没有产生与之等肩的人物,为什么呢?

   “换言之,‘钱学森之问’不但在中国存在,世界范围内也有同样问题,其原因很可能在于我们处于信息化时代,海量信息使人们根本没时间思考‘大问题’。没有思考,也就难成大家。”徐辉说。

[5] Joshua Socolar, in Encyclopedia of Physical Science and Technology (Third Edition), 2003, III.C The Lorenz Attractor

https://www.sciencedirect.com/topics/computer-science/lorenz-equation

[6] Chaos theory and global warming: can climate be predicted?

https://skepticalscience.com/print.php?r=134

[7] Millennium Prize Problems, Navier–Stokes Equation

https://www.claymath.org/millennium-problems/navier%E2%80%93stokes-equation

[8] Navier-Stokes Equations - NASA

https://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/nseqs.html

[9] 张国,中国青年报,2011年10月25日 03 版,陈省身:“大师”二字这样写

http://zqb.cyol.com/html/2011-10/25/nw.D110000zgqnb_20111025_1-03.htm

   要做学问就要安静,甚至电话都不要接,不能打断思路。

友情推荐:

[1] 戴新刚,2021-02-22,牛年初北美的暴雪冰冻天气 精选

http://blog.sciencenet.cn/blog-3440524-1273385.html

     2021年2月中旬正当东亚气温回升,冷空气活动减弱,美国却遭受了一次极端寒潮天气过程。随着极地冷空气的南下,气温断崖式下跌,雨雪冰冻齐上阵,给基础设施及民众生活带来了严重影响。其中位于南方的德克萨斯州电力中断,供水管道破裂,民众生活遭遇了前所未有困境,造成几十人死亡的重大灾害。

[2] 吕秀齐,2021-02-22,议论一下气温屡屡破同期记录这个事儿

http://blog.sciencenet.cn/blog-438991-1273389.html

    春节过后不久,二月还没有过完,还没有出七九,全国很多地方又闹起了不合时节的气温骤升,就拿京城来说,20到21日的最高气温两破1951年来同期的高温记录(这辈子没见过这事儿呢),分别达到摄氏21度和25度。一时间,还处在供暖季、并没有准备好春装的人们又纷纷喊起了“热”,以为春天就此来到跟前,夏天也不远了。然而,“热”景不长,短短一天时间,京城最高气温骤降了十几度,很快重返冬天。

相关链接:

[1] 2020-03-04,首个世界工程日:重申俺的一项《电工学》教学创新优先权

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1221742.html

[2] 2020-03-02,俺学习电磁学方面的公开博文链接

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1221452.html

[3] 2020-07-22,羡慕居里夫妇当初的科研条件

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1243092.html

                  

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