Capítulo 4 - Síntesis de estructuras fractales aleatorias

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Aleatorización de objetos fractales deterministas - Percolación: ejemplos, renormalización - El modelo de Eden - Agregación limitada por difusión (DLA) - Caracterización fractal de series temporales - Movimiento browniano: autosemejanza estadística, autoafinidad, dimensión box-counting, categorías, simulación - Densidad espectral de Fourier - Procesos 1/f - Dimensión fractal basada en la densidad espectral - Síntesis de fBm basada en la tranformada de Fourier - Extensión del fBm a dimensiones superiores - Método de los desplazamientos en 2d - Costas fractales a partir de paisajes fractales - Fourier filtering en d>1 - Mapas de color - Desplazamiento aleatorio del punto medio no-gaussiano - Series temporales en mercados financieros - Integración de paisajes - Análisis de texturas

 
   
 

El modelo de Eden

En 1961, Eden definió un modelo matemático para describir el crecimiento de tumores. El algoritmo para deducir el estado de un agregado a partir de su estado precedente, consiste en delimitar su perímetro y seleccionar aleatoriamente un lugar de crecimiento en el mismo, añadiendo la partícula en la localización correspondiente.

Primeras etapas en la formación de un agregado

Si el perímetro dispone de Ns localizaciones posibles, la probabilidad asociada a cada una de ellas puede ser 1/Ns.

Eden

eden.m

 
     
CARACTERI-
ZACIÓN GEOMÉTRICA

Si suponemos una realización de un modelo de Eden en dimensión 2, sobre un ámbito de crecimiento reducido a un cuadrado de lado L y un vector fila de semilla en el lado inferior, podemos determinar el valor medio de la ‘altura’ que corresponde a las localizaciones de crecimiento:

 
 
 
 

donde Ns es el número total de localizaciones de crecimiento y hi la altura de la localización i respecto del sustrato.

Análogamente, se puede caracterizar la ‘dispersión’ de la zona de crecimiento:

 
 
 
  El comportamiento de s frente a L y h, presenta una estructura autoafín:  
 
 
  La función f tiene la forma  
 
 
  Para L<<Lz, s~hb, independiente de L. Por lotanto z=a/b. Mediante experimentos numéricos se ha conjeturado que a=1/2, a+z=2, b=0.33, y que a juega el papel de un exponente de Hurst H, de forma que la dimensión fractal de se puede estimar como  
 
 
     
 
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