パラメータ設定
σ(シグマ・プラントル数)
10.00
ρ(ロー・レイリー数比)
28.00
β(ベータ・形状パラメータ)
2.67
軌跡の長さ
2000 pt
速度倍率
3×
初期値に微小差を持つ3軌跡で初期値鋭敏性を比較
再生コントロール
軌跡の保存・比較
Click canvasして第2軌跡を追加(バタフライ効果のデモ)。近傍の初期値からの軌跡が急速に発散する様子を観察できます。
—
現在位置 (x, z)
≈ 0.906
リアプノフ指数(最大)
0.00 s
経過時間
ローレンツ方程式
大気対流を記述する3次元非線形自律系:
$$\frac{dx}{dt} = \sigma(y - x)$$ $$\frac{dy}{dt} = x(\rho - z) - y$$ $$\frac{dz}{dt} = xy - \beta z$$σ(プラントル数): 粘性 / 熱拡散比 ρ(レイリー数比): 加熱強度 β: 流体層形状比
標準パラメータ: $\sigma=10,\;\rho=28,\;\beta=8/3\approx2.667$ でカオス発生。
数値積分:RK4、$\Delta t = 0.005\,\text{s}$ | 最大リアプノフ指数 $\lambda_1 \approx 0.906$
CAE Applications: 乱流・熱対流の数値シミュレーション(CFD)での決定論的カオス / 非線形構造振動における奇妙なアトラクターと動的不安定性 / 気象・流体の長期予測限界(ホライズン問題)の理解。カオスの存在はFEM/CFDモデルの予測精度の本質的限界を示す。