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Dinâmica não-linear

Processo: 07/54000-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de dezembro de 2007 - 31 de julho de 2012
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
Convênio/Acordo: CNRS
Pesquisador responsável:Iberê Luiz Caldas
Beneficiário:Iberê Luiz Caldas
Pesq. responsável no exterior: Sadruddin Benkadda
Instituição no exterior: Université de Provence, França
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesquisadores principais:Jose Carlos Sartorelli
Auxílios(s) vinculado(s):10/02220-0 - Controle da turbulência em plasmas, AV.EXT
08/58588-5 - Philip James Morrison | University of Texas at Austin - Estados Unidos, AV.EXT
Bolsa(s) vinculada(s):10/00740-6 - Transporte em sistemas hamiltonianos não Twists, BP.DR
11/12438-5 - Teoria da informação e redes neurais biológicas, BP.IC
10/04638-1 - Protocolos de aplicação de drogas em tempo real e dependente do padrão a centros geradores de padrões motores: efeitos de serotonina (5-HT) e glutamato no sistema nervoso estomatogástrico de Callinectes sapidus, BP.MS
+ mais bolsas vinculadas 10/02138-1 - Transporte caótico em plasmas magnetizados, BP.PD
08/06529-5 - Eletrocomunicação em peixes elétricos de campo fraco da espécie Gymnotus carapo - uma aplicação da teoria da informação, BP.DR
09/02149-6 - Estudo sobre o efeito da aplicação de laser de baixa potência ao sistema nervoso estomatogástrico de crustáceos, BP.IC
08/00054-5 - A interação de três ondas e turbulência eletrostática em tokamaks, BP.PD
07/59424-3 - Bolhas em fluidos viscosos: uma abordagem com a teoria do caos, BP.DD
06/00625-7 - Estruturas na turbulência da borda de plasmas confinados magneticamente, BP.PD
04/02624-2 - Segregação e coexistência em caos ativo, BP.PD
03/06522-7 - Bifurcações e controle de caos em sistemas mecânicos com impactos, BP.PD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Turbulência eletrostática  Plasma (microeletrônica)  Caos (sistemas dinâmicos)  Análise espectral  Redes neurais  Tokamaks 

Resumo

Neste projeto são descritas pesquisas experimentais e teóricas a serem desenvolvidas sobre: caos hamiltoniano e turbulência, caos em sistemas dissipativos, e redes neurais biológicas. Na investigação sobre caos hamiltoniano e turbulência, a teoria de sistemas dinâmicos hamiltonianos não lineares é aplicada para investigar o confinamento magnético de plasmas. A inesperada perda de partículas que saem do plasma confinado magneticamente restringe severamente as aplicações desse confinamento. Muitas experiências realizadas recentemente confirmaram que esse transporte anômalo depende das configurações dos campos elétrico e magnético na borda do plasma. Pretendemos investigar os efeitos dessas configurações sobre esse transporte. O campo elétrico de equilíbrio é afetado pela modificação do seu perfil radial na borda do plasma, conforme experiências já em desenvolvimento em alguns tokamaks. O campo magnético é alterado por correntes elétricas externas ressonantes, como as criadas por um limitador magnético ou um diversor. Além disso, será investigada a origem da turbulência das ondas de deriva em tokamaks. Em particular, será examinado o surgimento e ondas caóticas espaciais e temporais decorrentes do acoplamento das ondas dominantes e analisadas as experiências de controle dessa turbulência. Na investigação sobre caos em sistemas dissipativos, investigamos propriedades básicas da teoria de caos clássico que podem ser verificadas experimentalmente. Assim, estudamos o comportamento de sistemas caóticos clássicos de interesse na Física aplicada, Engenharia e Medicina. As propriedades dinâmicas são identificadas no espaço dos parâmetros, onde se podem representar as propriedades comuns aos atratores observados e as bifurcações entre esses atratores. Vários métodos de controle são analisados, considerando-se sistemas ideais (com potência infinita) e não ideais (isto é, com potências finitas). São considerados sistemas descritos por equações diferenciais ou por mapas analíticos. Os principais sistemas caóticos a serem investigados são os mecânicos, os circuitos elétricos, a advecção de partículas em fluidos e os ritmos biológicos. Os fenômenos de maior interesse são as bifurcações, a sincronização e as instabilidades no espaço dos parâmetros. Serão investigadas as alterações dessas propriedades com o surgimento de variedades estáveis e instáveis e selas caóticas no espaço de fase dos sistemas examinados. Investigaremos as propriedades de atratores aplicando técnicas de caracterização métrica (espectro de Lyapunov) e topológica, com a construção de espaços de parâmetros, diagramas isoperiódicos, moldes topológicos, planos simbólicos, etc. Estudaremos: sincronização fase de circuitos elétricos caóticos, porém complexos, como, o atrator duplo rolo do circuito de Chua. Com novas técnicas experimentais e de análise, estudaremos a formação de gotas d'água em regime de baixa taxa de gotejamento a câmera de alta velocidade. Com medidas da onda de pressão gerada pelo borbulhamento estudaremos o acoplamento de bolhas formadas em dois bicos borbulhadores próximos, cujos dados serão analisados com a técnica de análise biespectral que também será aplicada para caracterizar o acoplamento de duas chamas oscilantes próximas. Com ressonadores acústicos pretendemos aprofundar os estudos de sistemas para verificarmos que certos sistemas são de fato de estatística intermediária ou se as distribuições de espaçamento entre os autovalores são afetadas pela perda de níveis. Também pretendemos montar um sistema no qual a amostra é posta para girar para vermos a transição de GOE para GUE que corresponde à quebra de simetria por inversão temporal. Montaremos diversos sistemas mecânicos, pêndulos multi-braços, com os quais estudaremos sistemas estes de interesse da Engenharia mecânica e biomecânica. Estudaremos estes pêndulos com a aplicação de impactos, forçamentos e paramétricos e o acoplamento entre braços... (AU)