En los sistemas dinámicos , la intermitencia es la alternancia irregular de fases de dinámicas aparentemente periódicas y caóticas ( dinámica de Pomeau-Manneville ), o diferentes formas de dinámicas caóticas (intermitencia inducida por crisis). [1] [2]
Experimentalmente, la intermitencia aparece como largos períodos de comportamiento casi periódico interrumpidos por un comportamiento caótico. A medida que cambian las variables de control, el comportamiento caótico se vuelve más frecuente hasta que el sistema es completamente caótico. Esta progresión se conoce como la ruta de la intermitencia hacia el caos .
Pomeau y Manneville describieron tres rutas hacia la intermitencia donde un sistema casi periódico muestra estallidos de caos espaciados irregularmente. [3] Estos (tipo I, II y III) corresponden al enfoque de una bifurcación de nodo de silla , una bifurcación de Hopf subcrítica o una bifurcación de duplicación de período inverso . En las fases aparentemente periódicas, el comportamiento es sólo casi periódico, alejándose lentamente de una órbita periódica inestable . Finalmente, el sistema se aleja lo suficiente de la órbita periódica como para verse afectado por una dinámica caótica en el resto del espacio de estados , hasta que se acerca nuevamente a la órbita y vuelve al comportamiento casi periódico. Dado que el tiempo pasado cerca de la órbita periódica depende en gran medida de qué tan cerca entró el sistema en sus proximidades (a su vez determinado por lo que sucedió durante el período caótico), la duración de cada fase es impredecible.
Otro tipo, la intermitencia de encendido y apagado, ocurre cuando un atractor caótico previamente estable transversalmente con una dimensión menor que el espacio de incrustación comienza a perder estabilidad. Las órbitas casi inestables dentro de las órbitas del atractor pueden escapar al espacio circundante, produciendo una explosión temporal antes de regresar al atractor. [4]
En la intermitencia inducida por una crisis, un atractor caótico sufre una crisis , donde dos o más atractores cruzan los límites de la cuenca de atracción de cada uno . A medida que una órbita se mueve a través del primer atractor, puede cruzar el límite y ser atraída por el segundo atractor, donde permanecerá hasta que su dinámica la mueva a cruzar el límite nuevamente.
El comportamiento intermitente se observa comúnmente en flujos de fluidos que son turbulentos o están cerca de la transición a la turbulencia. En flujos altamente turbulentos , la intermitencia se observa en la disipación irregular de energía cinética [5] y la escala anómala de los incrementos de velocidad. [6] Comprender y modelar el flujo atmosférico y la turbulencia en tales condiciones se complica aún más por la “intermitencia de la turbulencia”, que se manifiesta como períodos de fuerte actividad turbulenta intercalados en un flujo de aire más inactivo. [7] También se ve en la alternancia irregular entre fluidos turbulentos y no turbulentos que aparecen en chorros turbulentos y otros flujos turbulentos de corte libre. En el flujo de tubería y otros flujos de corte limitados por paredes, hay bocanadas intermitentes que son fundamentales para el proceso de transición de flujo laminar a turbulento. El comportamiento intermitente también se ha demostrado experimentalmente en osciladores de circuitos y reacciones químicas.
