Visualisierung von dynamischen Systemen


In dynamischen Systemen sind Fixpunkte und das Systemverhalten in ihrer Nähe von besonderem Interesse. Dieses Verhalten kann vor allem in höheren Dimensionen (n>2) sehr komplex und nicht besonders anschaulich sein. Das ist auch der Grund, warum Visualisierungstechniken angewandt werden müssen. Nehmen wir nun als Beispiel ein relativ komplexes Strömungsfeld in drei Dimensionen. Für jeden Punkt existiert genau ein Vektor, der die Strömungsrichtung und Geschwindigkeit in diesem Punkt beschreibt. Es wäre nun naheliegend, einige Punkte auszuwählen und die Vektoren an diesen Stellen darzustellen. Das kann aber mitunter sehr unübersichtlich werden:

Es gibt einige grundlegend verschiedene Verhaltensmuster, die in der Nähe solcher Fixpunkte auftreten können. Man versucht daher, die Fixpunkte nach dem Verhalten in ihrer Nähe zu klassifizieren und visualisiert dieses Verhalten mit einem Glyphen.

Das ist wesentlich aussagekräftiger als die reine darstellung von Vektoren und repräsentiert doch das gleiche dynamische System [GlLe91]. Grundsätzlich kann man anziehende und abstoßende Fixpunkte unterscheiden. Ein Beispiel für einen anziehenden Punkt, war der Ruhepunkt des Pendels. Solche Punkte nennt man - wie schon erwähnt - auch Attraktoren. Genau umgekehrt, nämlich abstoßend, verhalten sich Punkte, die als Repellor bezeichnet werden.


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