Nonlinear Stability of Large-Period Traveling Waves Bifurcating from the Heteroclinic Loop in the FitzHugh-Nagumo Equation
本文研究FitzHugh-Nagumo方程中由异宿环分岔产生的大周期行波,通过谱分析和相位调制方法证明了其非线性稳定性。
2025-03-27 math.AP math.DS
Bifurcation of Limit Cycles from a Periodic Annulus Formed by a Center and Two Saddles in Piecewise Linear Differential System with Three Zones
本文研究了具有三个被两条平行直线隔开的区域的不连续平面分段线性Hamilton微分系统,使得定义分段线性Hamilton微分系统的线性微分系统具有一个中心和两个鞍点,可以从周期环分支出的极限环的个数.也就是说,在两条平行线之间的区域中的线性微分系统(即中心子系统)具有中心,并且其它子系统具有鞍。我们证明了,如果中心子系统有一个真正的或边界中心,那么我们至少有六个极限环分叉的周期环的线性扰动,四个通过三个区域和两个通过两个区域。现在,如果中心子系统有一个虚中心,那么我们至少有四个极限环通过线性扰动从周期环分叉,三个通过三个区域,一个通过两个区域。为此,我们得到了这类分段哈密顿系统的规范形,并研究了其Melnikov函数在两区和三区的零点个数
2022-07-11 math.DS
Hopf bifurcation with tetrahedral and octahedral symmetry
在研究$Γ$ -等变动力系统的周期解时,$H~\mathrm{mod}~K$定理给出了所有可能的周期解。相比之下,等变的霍普夫定理保证家庭的小振幅周期解的存在性分支从原点为每个$\mathbf{C}$轴子群的$Γ\times\mathbb{S}^1$。本文比较了一般等变微分方程在四面体对称完全群和立方体旋转对称群下周期解的分支。这两个群是对称群$S_4$的不等价表示的镜像。可能的空间对称性的分歧的解决方案是不同的,即使这两组产生相同的矩阵组$Γ\times\mathbb{S}^1$。当$Γ$是立方体的对称性的完全群时,同样的矩阵群再次作为扩展$Γ\times\mathbb{S}^1$出现。对于这三个群体,而特征的Hopf分支,我们确定的周期解类型,其存在性是由$H~\mathrm{mod}~K$定理保证,可通过从原点的Hopf分支。
2015-07-30 math.DS
Periodic orbits in the hyperchaotic Chen system
本文证明了超混沌Chen系统在参数变化时会发生零-Hopf分岔。利用平均理论,证明了超混沌Chen系统存在两个从原点零-Hopf平衡点分叉的周期轨道。
2014-12-15 math.DS nlin.CD
Geometric singular perturbation theory for stochastic differential equations
我们考虑慢-快微分方程系统,其中慢变量和快变量都受噪声扰动。当确定性系统存在一致渐近稳定的慢流形时,我们证明了随机系统的样本路径集中在慢流形的一个邻域中,我们明确地构造了这个邻域.根据简化系统的动力学,结果覆盖的时间跨度可以是噪声强度平方的指数级长(即,直到Kramers的时间)。我们获得了指数小的上界和下界的概率例外的道路。如果慢流形包含歧点,我们表现出类似的浓度性质的快速变量对应的非分歧模式。我们还给出了系统可以用低维系统逼近的条件,其中快速变量仅包含分叉模式。
2003-06-14 math.DS math.PR
Global bifurcation of planar and spatial periodic solutions from the polygonal relative equilibria for the n-body problem
本文讨论了在平面内作匀速转动的$n$质点在平面内和空间内周期解的全局分支问题。作为一种特殊情况,我们完整地研究了正多边形上的n个相同质量和一个中心质量。利用问题的对称性求出了分支的不可约表示、线性化,并借助于正交度理论求出了分支的所有对称性。
2016-01-09 math.DS
Validated numerics for period-tupling and touch-and-go bifurcations of symmetric periodic orbits in reversible systems
我们提出了一个通用的计算机辅助验证框架的对称性破缺,周期元组和触摸和去可逆映射的对称周期轨道的分岔的存在。然后将该框架应用于可逆自治哈密顿系统中的Poincaré映射.为了证明该方法的适用性,我们研究了圆形限制三体问题中晕轨道的分岔。我们给出了一个计算机辅助证明的存在性宽分支的晕轨道分支从$L_{1,2,3}$ -李雅普诺夫家族和广泛的质量参数。对于两个物理相关的质量参数,我们证明,晕轨道经历多个周期倍,四倍和三阶触摸和去分叉。
2019-03-04 math.DS
Local and Global Equivariant Bifurcation for Periodic Weyl and Riesz Fractional Equations
Odessa College(奥德萨学院)
该研究针对两类对称非线性分数阶微分方程,通过分析其局部与全局等变分岔,揭示了周期解的存在性及连通解分支的延拓规律。
2026-08-12 math.DS
Hopf bifurcations to quasi-periodic solutions for the two-dimensional plane Poiseuille flow
本文研究了二维平面Poietille问题的各种Hopf分支。对于波数$α$的几个值,我们得到了产生于层流的Hopf分支的周期流的分支。我们知道,当取$α\approx1$时,周期解的分支有多个到拟周期轨道的Hopf分支。对于第一个分叉,以前的计算似乎表明,分叉准周期流是稳定的,并相对于雷诺数,$Re$向后。通过改进已有工作的精度,我们发现分叉流是不稳定的,并且相对于$Re$是向前的。我们还分析了几个$α$的周期轨道的第二次Hopf分支,再次发现随着$Re$的增加,拟周期解。在这种情况下,分支的解决方案是稳定的超谐扰动$Re$的另一个新的Hopf分支到一个家庭的稳定的3-环面。建议的数值方案是基于一个完整的数值积分的Navier-斯托克斯方程,连同除以3的总尺寸,并使用适当的庞加莱截面上的伪牛顿法。计算中最密集的部分是并行进行的。我们认为,这一方法也可以适用于类似的问题。
2011-05-19 math.DS nlin.CD physics.flu-dyn
Bifurcation of Periodic Delay Differential Equations at Points of 1:4 Resonance
考虑了时间周期标量时滞微分方程$\dot x(t)=γf(t,x(t-1))$,在参数的临界值处平衡点发生共振分岔.利用Floquet理论、谱投影和中心流形约化,给出了分支不变曲线和四周期轨道的稳定性条件。三阶规范形的系数被显式地导出。我们证明了1:4共振对形式为$\dot z(t)=-γr(t)g(x(t-1))$的方程没有影响。
2010-01-08 math.CA math.DS
Symmetry reduction and periodic solutions in Hamiltonian Vlasov systems
本文讨论了从经典Vlasov系统的平衡点分支出周期解的一般方法。这个问题的主要途径是通过任何弗拉索夫系统的哈密顿表示来选择,首先由Fröhlich,Knowles和Schwarz提出,最近由作者推广。该方法将问题转化为一组具有相位等变哈密顿量的复值$\mathcal{L}^2$函数。通过Marsden-Weinstein对称性约化,将问题映射到商流形$\mathbb{S}^{\mathcal{L}^2}/\mathbb{S}^1$上的一个哈密顿系统上,这实际上证明了闭合动力学的许多轨迹是必要的.作为一个玩具模型来应用的方法,我们使用谐波Vlasov系统,一个非相对论性的Vlasov方程与吸引的谐波两体相互作用势。该模型的简单结构允许直接计算其所有解,因此可以测试Vlasov系统中Hamilton形式主义和对称性约化的好处。
2019-01-28 math.DS
A mathematical approach with delay kernel for the role of the immune response time delay in periodic therapy of the tumors
我们考虑免疫系统和肿瘤细胞之间的相互作用模型,包括反映过去状态影响的记忆功能,以模拟后者对肿瘤的存在产生化学和细胞介导的反应所需的时间。记忆函数被称为延迟核。与其他论文的结果进行了比较,得出的结论是,记忆功能在系统中引入了新的不稳定性,导致肿瘤的不可控制的生长。当以记忆函数的系数作为分支参数时,发现核函数发生了Hopf分支。确定了分支周期解的方向和稳定性。文中还给出了一些数值模拟结果,以验证理论分析的正确性。
2006-10-23 math.DS
Hopf Bifurcation for an SIS model with age structure
研究了一个SIS模型,在该模型中,假定感染个体具有一个感染年龄结构。该模型被制定为一个抽象的非稠密定义的柯西问题。利用积分半群理论、Hopf分歧理论和非稠密区域半线性方程的规范形理论研究了该模型的动力学性质。定性分析表明,存在一些参数值使得该SIS模型存在一个从正平衡点分叉出来的非平凡周期解。此外,给出了确定Hopf分支方向和分支周期解稳定性的显式公式。数值模拟也进行了支持我们的理论结果。
2017-11-07 math.DS
Limit cycles from a monodromic infinity in planar piecewise linear systems
研究了两个线性区域由一条直线分隔且无穷远点有周期轨道的平面分段线性系。通过对变量和参数的一些变换,得到了一个五参数的约化标准形。代替通常的Bendixson变换工作在无穷远,一个更直接的方法是通过采取适当的坐标的交叉点的可能的周期轨道的分离直线。所需的计算来表征的稳定性和分岔的周期轨道在无穷远是容易得多。结果表明,无穷远点的Hopf分支可以具有余维3的退化,特别是可以从无穷远点的周期轨道分支出最多3个极限环.这提供了一种新的机制来解释该系列系统中声称的最大极限环数量。分析了无穷远点中心的分类及其分支的极限环。
2020-10-06 math.DS
Global Bifurcation and Symmetry of Periodic Inventory Oscillations in Ring Supply-Chain Networks
Odessa College(奥德萨学院)
本文针对延迟环形供应链网络,通过等变度理论等方法,研究了周期性库存振荡的全局分岔与对称性,构建了统一分析框架并给出稳定性准则。
2026-08-17 math.DS
Hidden and unstable periodic orbits as a result of homoclinic bifurcations in the Suarez-Schopf delayed oscillator and the irregularity of ENSO
该研究通过惯性流形理论分析Suarez-Schopf延迟振子,揭示线性稳定区内的隐藏与自激周期轨道及同宿分岔,关联ENSO不规则性,并发现耦合传输线中的异步周期态。
2022-06-03 math.DS
Biological network dynamics: Poincaré-Lindstedt series and the effect of delays
本文研究无扩散activator-inhibitor系统中的Hopf分岔,利用Fourier-Taylor级数证明并计算了分岔周期解的Poincaré-Lindstedt级数,通过伪弧长延拓计算周期解分支。
2025-04-02 math.DS
Periodic orbits and chaos in fast-slow systems with Bogdanov-Takens type fold points
利用几何奇异扰动方法和blow-up方法,证明了快子系统中存在Bogdanov-Takens歧点的快慢型奇异摄动问题的稳定周期轨道和混沌不变集的存在性.特别地,Blow-up方法被有效地用于分析Bogdanov-Takens型折叠点附近的流动,以表明折叠点附近的慢流形在Blow-up空间中沿着第一Painlevé方程的Boutroux tritronquée解扩展。
2010-03-24 math.DS
Stable Periodic Solutions to Lambda-Omega Lattice Dynamical Systems
本文研究Lambda-Omega格点动力系统周期解的稳定性。特别是,我们表明,一个适当的animator铸造的晶格动力系统作为一个无限维的快慢微分方程。证明了在周期解的邻域内存在一个不变的慢流形,并且这个慢流形是一致指数吸引的。慢流形上的解的动力学变得更加复杂,需要更精细的处理。我们提出了充分条件,以保证收敛的慢流形是代数,而不是指数,在慢时间变量。特别感兴趣的是,我们的工作在这份手稿的旋转波解决方案的稳定性,最近发现存在于这里研究的Lambda-Omega系统。
2019-09-26 math.DS
The work of Jorge Ize regarding the n-body problem
在本文中,我们提出了一个总结的最后工作豪尔赫伊兹关于全球分支的周期解的平衡的卫星吸引的n个主要机构。本文给出了麦克斯韦环中的质点周期解在平面和空间中的全局分支结果,其中n个相同质量的质点在正多边形上,一个中心质量的质点在平面内匀速转动.利用问题的对称性求出了问题的不可约表示,并利用正交度理论求出了分支的所有对称性。本文所介绍的结果是在博士期间完成的。作者在豪尔赫·伊兹的指导下。谨以此文纪念他。
2014-03-22 math.DS
Hopf Bifurcations in a Watt Governor With a Spring
本文继续了作者在“六角调速系统的稳定性和Hopf分支”中的研究,重点研究了六角Watt调速系统的余维一Hopf分支。研究了余维2、3、4的Hopf分支,确定了相应的Lyapunov稳定性系数和分支图,给出了分支小振幅周期轨道的数目、类型和位置。结果发现,在参数空间中存在一个开放区域,在该区域中,两个吸引周期轨道与一个吸引平衡点共存。
2008-03-04 math.CA math.DS
Asymptotic stability of forced oscillations emanating from a limit cycle
从极限环分支出来的周期解的渐近稳定性的经典条件依赖于相应分支函数F在歧点t处的导数。我们证明了对于解析系统,这个结果是拓扑性质的,即拓扑指数ind(t,F)对导数(d/dt)F(t)的符号是决定性的.这允许在(d/dt)F(t)=0的情况下也检测渐近稳定性。
2009-09-24 math.CA math.DS
Hopf and double Hopf bifurcations in a delayed lateral vibration model of footbridges induced by pedestrians
本文研究了基于行人行为的人行桥延迟侧向振动模型的动力学行为,通过分析特征方程根的分布发现仅存在 Hopf 和 double Hopf 分岔,并利用中心流形定理、分岔理论和 KAM 定理证明了周期解和准周期振动的存在性。
2025-03-04 math.DS
Statistical warning indicators for abrupt transitions in dynamical systems with slow periodic forcing
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Potsdam Institute for Climate Impact Research(波茨坦气候影响研究所);University of Exeter(埃克塞特大学)
研究探讨了在慢周期驱动的双稳系统中,通过统计指标预测振荡行为终止的可行性,提出基于季节性驱动相位的预警指标,发现其具有最强的预警能力。
2026-03-27 math.DS
Bifurcation and periodic solutions to population models with two dependent delays
该文研究含两个差值恒定离散时滞的标量自治非线性方程,确立平凡解绝对稳定性,以时滞为Hopf分岔参数并分析分岔方向与周期解稳定性,将结果应用于两类带时滞收获项的种群模型,通过数值模拟验证结论。
2023-06-14 math.DS math.FA
Bifurcation Study on a Degenerate Double van der Waals Cirque Potential Energy Surface using Lagrangian Descriptors
本文研究了双范德华势能面退化为单势阱后哈密顿系统的动力学性质。系统的能量从势阱的底部增加到解离能,这发生在系统变得开放时。特别地,我们研究了该系统的基本族的周期轨道的分支,随着能量的增加,使用拉格朗日描述符和庞加莱映射。我们调查的能力拉格朗日描述符找到周期轨道的分叉家庭的情况下,共振,鞍结和干草叉分叉。
2021-05-17 math.DS nlin.CD physics.chem-ph
Drift of slow variables in slow-fast Hamiltonian systems
研究了具有多个快慢自由度的快慢哈密顿系统中慢变量的漂移。对于具有冻结的慢变量的快子系统的任何周期轨迹,我们定义一个动作。对于一族周期轨道,作用量是慢变量的标量函数,并且可以被认为是产生一些慢动力学的哈密顿函数。这些动力学依赖于周期轨道族。假设具有冻结慢变量的快系统具有由两个横向异宿轨线连接的双曲周期轨线,证明了对于由作用哈密顿量生成的慢轨线的有限序列组成的任何路径,存在其慢分量遮蔽路径的整个系统的轨线.
2007-10-15 math-ph math.DS math.MP
From Babylonian lunar observations to Floquet multipliers and Conley-Zehnder Indices
我们的月亮-地球的伴侣-可以追溯到巴比伦人,直到公元前600年左右,在朔望月是29.53天,在朔望月是27.55天,在龙月是27.21天。在本文中,我们定义和计算这些周期的Floquet乘子和Conley-Zehnder指数的平面周期轨道的空间希尔月球问题,这是一个极限情况下的空间圆形限制三体问题。对于非常低的能量,我们能够证明分析的存在的家庭的平面直接(家庭$g$)和逆行周期轨道(家庭$f$),并确定其康利-曾德指数。对于更高的能量,通过数值逼近的线性化流,我们还研究了其他家庭的平面和空间周期轨道分支的家庭$g$和$f$。此外,我们的框架为家庭提供了一个有组织的结构,特别是为了了解他们是如何相互联系的。由于我们分析的解决方案是实际利益,我们的工作连接三个主题:巴比伦的月球周期,辛几何,空间任务设计。
2022-06-08 math.DS math.SG
Dynamics, periodic orbits and $C^1$ non-integrability of the ABC flow
University of Zielona Góra(热舒夫绿色山大学);Universitat Autònoma de Barcelona(巴塞罗那自治大学);Reial Acadèmia de Ciències i Arts de Barcelona(巴塞罗那皇家科学与艺术学院)
研究ABC流在三个可积轴附近的微扰动力学,用一阶平均化证明两个孤立周期轨道存在,并借助特征乘子与Poincaré-Llibre-Valls判据证明其邻域内无$C^1$非平凡首次积分,数值验证了平均化的广泛有效性。
2026-09-16 math.DS nlin.CD
Stability of Slow-Fast Nonlinear Dynamics: Non-Periodic Case
University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);Seoul National University(首尔大学)
针对具有慢、快时间变化的非线性系统,提出半全局指数稳定的充分条件,通过一般平均法构造平均系统,允许快变化非周期,并应用于非线性切换系统。
2026-06-18 cs.SY eess.SY math.DS
Parametric excitation and Hopf bifurcation analysis of a time delayed nonlinear feedback oscillator
本文试图研究非线性振子周期轨道的参数激励,它可以是极限环、中心或慢衰减中心型振荡。为此,考虑了一个时滞模型,该模型具有根据Liénard振子描述定义的非线性反馈振子,该振子可以产生上述任何一个周期轨道。以标准时滞van der Pol系统为例,通过对任意非线性系统的稳定性和分岔分析,刻画了系统的共振和反共振行为。利用Krylov-Bogoliubov(K-B)平均法的近似解析解来识别次谐波共振和反共振,以及每个周期的平均能量消耗。利用规范形和中心流形理论研究了该系统从平凡不动点分支出的Hopf分支方向和周期解的稳定性。参数激励也进行了深入的研究,通过分岔分析,找到控制参数的作用,如时间延迟,阻尼和非线性项。
2020-10-30 math.DS nlin.AO nlin.CD
Normal stability of slow manifolds in nearly-periodic Hamiltonian systems
M. Kruskal证明了每一个近周期动力系统都有一个形式上的$U(1)$对称性,这种对称性是由所谓的旋转速率产生的。我们证明,这样的系统也承认几乎不变流形的每一个命令,附近的快速振荡被抑制。我们研究了这些慢流形的非线性正常稳定性的近周期哈密顿系统勉强辛流形-流形配备封闭的,非退化的$2$ -形式,可以退化到领先的顺序。特别是,我们建立了一个充分条件的长期正常稳定性的基础上,著名的绝热不变量的二阶导数。我们利用这些结果研究了磁化带电粒子作为慢流形在近周期系统中嵌入引导中心动力学的问题。我们证明了一个先前的嵌入,和两个新的嵌入享有长期正常的稳定性,从而加强了这些模型的理论依据。
2021-04-05 math-ph math.DS math.MP
Relatively-periodic solutions of planetary systems with satellites and systems with slow and fast variables
本文研究了含卫星行星系的平面$N+1$体问题($N\ge2$)的部分情形。其中一个天体(太阳)被认为比其他天体(“行星”和“卫星”)重得多,而且行星比卫星重得多,“年”比“月”长得多。证明了在旋转坐标系中至少存在$2^{N-2}$光滑的2参数对称周期解族,使得行星与其卫星的距离远小于太阳与行星的距离.证明了这些解族中存在“间隙”,对应于行星绕太阳公转角频率的$k:(k+1)$共振。生成对称周期解。在线性逼近下,给出了周期解轨道稳定的充分条件。将所得结果推广到一类与半直积型系统相近的具有慢变量和快变量的哈密顿系统。
2020-01-14 math-ph math.CA math.DS