Análisis multifractal de procesos autosimilares: Imágenes de satélite e inestabilidades baroclinas

Abstract

la interacción entre escalas múltiples en distintos fenómenos naturales, sobre todo en flujos turbulentos, genera estructuras fractales. El análisis multifractal es una herramienta que nos permite evaluar cuantitativamente la topología de distintas propiedades físicas de los fenómenos observados e incluso predecir algunos aspectos dinámicos relacionados con la mezcla y la difusión. En este trabajose muestra como el método de conteo de cajas (Box-Counting)se utiliza para calcular la dimensión multifractal de diferentes imágenes de satélites y de este modo distinguir distintos fenómenos como la estratificación en nubes de distintos tipos en la Atmósfera , el tiempo de residencia de derrames de crudo o filamentos naturales en la superficie del Oceáno. También se presentan algunos resultados del método en experimentos y simulaciones numéricas para las inestabilidades de Rayleigh-Taylor y de Richtmyer-Meshkov. Estas dos inestabilidades hidrodinámicas sonparte fundamental en el análisis de la Fusión por Confinamiento Inercial (ICF), pues son las principales responsables del proceso de mezcla. Se usa un modelo turbulento Large Eddy Simulation (LES) para resolver las ecuaciones de Navier-Stokes y estudiar el proceso de mezcla autosimilar. Los resultados se han parametrizado en función del número de Atwood. Se compara el avance del frente en los experimentos numéricos con medidas de laboratorio, mostrando la influencia de la malla , las perturbaciones iniciales y la bidiomensionalidad del modelo. Las curvas multifractales obtenidas son un reflejo de las condiciones de fluido y nos permiten una mejor comprensión del flujo analizado y de la mezcla.

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