Rössler attraktor

Rössler attraktor er løsningene av tre ordinære ikke-lineære differensialligninger system, studert av den tyske biokjemikeren Otto Rössler, og som kan oppvise et av de enkleste systemene for kaos og fraktale egenskaper. Et enklere system enn Lorenz-avbildningen uten kvadratledd, med kaotisk løsning for a=0.2, b=0.2 og c=5.7, et av de enkleste kaotiske systemene.

De tre differensialligningene er:

\(\displaystyle \frac{dx}{dt}= -y - z\)

\(\displaystyle \frac{dy}{dt}= x + ay\)

\(\displaystyle \frac{dz}{dt}= b + z(x-c)\)

Rõssler attraktor

Figuren viser frasediagram for x og y-trajektoriene for løsningskurvene for Rõsslerligningne, med parameterverdiene a=0.2, b=0.2 og c=5.7. Initialverdier (1, 1, 1) ODE-solver fra deSolve i R. 

Når trajektorier atskilles eksponensielt og divergerer uendelig hvordan er det mulig at de er begresnet ? Svaret er strekning og folding. Som en firkantet deig som kjevles ut til en flat deig, foldes og kjevles ut på nytt, slik at den til slutt består av en rekke tynne lag. Jfr. et wienerbrød

Rössler attraktor

Løsningskurvene (integrallinjene) med parameterverdier  a=0.2, b=0.2 og c=5.7.   ODE-solver fra deSolve i R.

Rössler attraktor er uten kvadratledd, har bare en manifold, men har likhet strekke med Lorenz attraktor som inngår i sommerfugleffekten.

Løsningene fra ligningene kan undersøkes nærmere ved å beregne Lyapunoveksponenter, studere stabilitetsegenskaper via Jacobimatriser med egenverdier og egenvektorer, undersøke lokale maksimumsverdier, samt  beregne Poincaréavbildninger og bifurkasjonsdiagram.

Rössler attraktor kan studeres nærmer også ved å endre parameterverdier.

Rõssler attraktor

Frasediagram for x og y-trajektoriene for løsningskurvene, med parameterverdiene a=0.2, b=01 og c=18. 

Rössler x-trajektorie

Rössler attrakter tids faselinje for x for parameterverdier a=0.2, b=0.2 og c=5.7. Startverdier x=y=z=1. Tid 0-100 tidstrinn 001. 

Rössler attraktor tid y-trajektorium

Rössler attrakter tids faselinje for y for parameterverdier a=0.2, b=0.2 og c=5.7

Rösslerattraktor tidsserie z

Rössler attrakter tids faselinje for z for parameterverdier a=0.2, b=0.2 og c=5.7. 

Plot maksimumspunktene zn versus zn+1som gir en Lorenzavbildning.

Rössler, O.E.: An equation for continous chaos. Phys. Lett A57 (1976) 39.

Tilbake til hovedside

Publisert 30. okt. 2020 09:50 - Sist endret 1. okt. 2022 10:56