O sistema de Lorenz e a origem do caos em sistemas determinísticos

dc.contributor.advisor1Verri, Alessandra Aparecida
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6075568539946443
dc.contributor.authorSerafim, Beatriz dos Santos
dc.date.accessioned2026-05-07T13:13:41Z
dc.date.issued2025-12-11
dc.description.abstractThis monograph presents an in-depth study of the Lorenz system, integrating theoretical foundations, qualitative analysis, stability analysis, and a numerical investigation of chaotic behavior. Initially, the essential concepts of dynamical systems—equilibrium points, linearization, bifurcations, and Lyapunov’s Second Method—are reviewed, providing the basis for understanding higher-dimensional nonlinear systems. Next, a detailed analysis of the Lorenz System is developed, including its physical properties related to thermal convection, the Rayleigh and Prandtl parameters, the system’s symmetries, and volume contraction. The stability of the equilibrium points is examined, with particular emphasis on the Hopf bifurcation that precedes the chaotic regime. Through numerical simulations using a high-order Runge–Kutta method, the strange attractor is visualized, highlighting sensitivity to initial conditions and the fractal structure of trajectories. The work thus consolidates the understanding of the transition from regular behavior to deterministic chaos, characterizing the Lorenz System as a landmark in modern dynamical systems theory.eng
dc.description.resumoEsta monografia apresenta um estudo aprofundado sobre o sistema de Lorenz, integrando fundamentos teóricos, análise qualitativa, análise de estabilidade e investigação numérica do comportamento caótico. Inicialmente, retomam-se os conceitos essenciais de sistemas dinâmicos — pontos de equilíbrio, linearização, bifurcações e o Segundo Método de Lyapunov — que servem de base para compreender sistemas não lineares de maior dimensão. Em seguida, desenvolve-se uma análise detalhada do Sistema de Lorenz, incluindo suas propriedades físicas relacionadas à convecção térmica, os parâmetros de Rayleigh e Prandtl, as simetrias do sistema e a contração de volume. A estabilidade dos pontos de equilíbrio é examinada, destacando-se a bifurcação de Hopf que antecede o regime caótico. Por meio de simulações numéricas com o método de Runge–Kutta de alta ordem, visualiza-se o atrator estranho, evidenciando a sensibilidade às condições iniciais e a estrutura fractal das trajetórias. O trabalho consolida, assim, a compreensão da transição do comportamento regular ao caos determinístico, caracterizando o Sistema de Lorenz como um marco na teoria moderna dos sistemas dinâmicos.
dc.identifier.citationSERAFIM, Beatriz dos Santos. O sistema de Lorenz e a origem do caos em sistemas determinísticos. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Matemática) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24067.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24067
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseMatemática - M
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectSistemas dinâmicos
dc.subjectEstabilidade
dc.subjectBifurcações
dc.subjectMétodo de Lyapunov
dc.subjectSistema de Lorenz
dc.subjectCaos determinístico
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::GEOMETRIA E TOPOLOGIA::SISTEMAS DINAMICOS
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleO sistema de Lorenz e a origem do caos em sistemas determinísticos
dc.title.alternativeThe Lorenz system and the origin of chaos in deterministic systemseng
dc.typeTCC

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