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数学 > 动力系统

arXiv:2504.02126 (math)
[提交于 2025年4月2日 ]

标题: 离散拉普拉斯算子中的分形模式:二维方形格点上的迭代构造

标题: Fractal Patterns in Discrete Laplacians: Iterative Construction on 2D Square Lattices

Authors:Małgorzata Nowak-Kępczyk
摘要: 我们研究了二维方形网格上离散拉普拉斯算子的迭代构造,揭示了由模算术塑造的出现的类似分形的模式。 虽然经典的2222式迭代再现了已知的结构,如谢尔宾斯基三角形,但我们的交替二进制-三进制(2322式)过程产生了一类新的非周期图形。 这些图形显示出低密度变化、最小的连通性损失和类似于德克金序列的非重复组织。 傅里叶分析和自相关分析证实了它们的准周期性质,表明它们在自组装、传感器网络和生物建模中的应用。 这些发现为离散系统中的结构随机性和分形动力学开辟了新途径。 这些发现还为探索更高维度的拉普拉斯算子构造及其在准晶、非周期平铺和随机过程中的影响提供了方向。
摘要: We investigate the iterative construction of discrete Laplacians on 2D square lattices, revealing emergent fractal-like patterns shaped by modular arithmetic. While classical 2222-style iterations reproduce known structures such as the Sierpinski triangle, our alternating binary-ternary (2322-style) process produces a novel class of aperiodic figures. These display low density variance, minimal connectivity loss, and non-repetitive organization reminiscent of Dekking's sequences. Fourier and autocorrelation analyses confirm their quasi-periodic nature, suggesting applications in self-assembly, sensor networks, and biological modeling. The findings open new paths toward structured randomness and fractal dynamics in discrete systems. These findings also open avenues for exploring higher-dimensional Laplacian constructions and their implications in quasicrystals, aperiodic tilings, and stochastic processes.
主题: 动力系统 (math.DS)
MSC 类: 2020: 05C75, 37B10, 52C23
引用方式: arXiv:2504.02126 [math.DS]
  (或者 arXiv:2504.02126v1 [math.DS] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.02126
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Malgorzata Nowak-Kepczyk PhD [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 4 月 2 日 21:02:06 UTC (26,799 KB)
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