Control of Hierarchical Networks by Coupling to an External Chaotic System
我们探讨的行为的混沌振荡器在分层网络耦合到外部混沌系统的内在动力学是不同的网络中的其他振荡器。具体地,每个振荡器耦合到层次结构中低于它的振荡器的平均场,并且扩散地耦合到层次结构中高于它的振荡器。我们发现,耦合到一个不同的外部系统管理,以抑制在网络中的所有振荡器在足够高的耦合强度的混沌动力学。不管与外部系统的联系是直接的还是通过层次结构中另一层的振子间接的,这都是正确的。研究的同步性能表明,振荡器具有相同的稳定状态,在一个特定的层次结构,而不同的层次结构的稳定状态不同。我们通过估计随机初始状态到达固定点的分数来量化控制的功效,这是一种类似于流域稳定性的措施。这些定量的结果表明,易于控制的分层网络的混沌振子的外部混沌系统,从而提出了一种有效的方法,可以帮助设计控制策略。
2018-06-02 nlin.CD
Hierarchy in chaotic scattering in Hill's problem
分层性质的混沌散射的卫星遇到的模型,研究首先由Petit和Henon,检查通过分解的停留时间函数和比较散射轨迹。分析揭示了一个(近似)三元组织的混沌有界轨道集和存在一个稳定的岛屿。结果可以打开的方式,通过使用热力学形式主义的工具来计算表征散射过程的全局量。
1997-10-20 chao-dyn nlin.CD
Chaotic dynamics of the elliptical stadium billiard in the full parameter space
椭圆球场台球是球场台球的推广,也是蘑菇台球的特例,本文对椭圆球场台球的动力学性质进行了解析和数值研究。依赖于两个形状参数δ和γ,该系统揭示了丰富的可积,混合和完全混沌行为的相互作用。庞加莱截面、盒计数法和稳定性分析确定了参数空间的结构和不同行为区域之间的边界。结果证实存在一个大的完全混沌区域周围的直线三角洲=1-伽马对应的Bunimovich圆形体育场台球。由于沙漏和multidiamond轨道的分岔进行了描述。对于量子椭圆球场台球,水平间距波动的统计特性进行了研究,并与经典结果进行了比较。
2006-05-15 nlin.CD
Hierarchy of piecewise non-linear maps with non-ergodicity behavior
本文详细研究了由单参数三角混沌映射族和单参数椭圆混沌映射族$\mathbf{cn}$和$\mathbf{sn}$型生成的分段映射族的动力学性质。我们计算了这些映射关于控制参数的李雅普诺夫指数和Kolmogorov-Sinai熵。这些分段映射的非遍历性被证明解析和数值研究。这些映射的不变测度不等于1也不等于0,表现出非遍历性。一个感兴趣的量是Kolmogorov-Sinai熵,其中对于这些映射小于正的李雅普诺夫指数的和,并且它证实了映射的非遍历性。
2004-09-26 nlin.CD
Hierarchy of chaotic dynamics in random modular networks
本研究提出随机连接神经群体模型,通过动力学平均场理论与模拟揭示其高维与低维混沌相图,发现添加噪声或引入模块化可减弱混沌,且多层级连接中活动的松散平衡驱动系统走向混沌边缘。
2025-02-27 cond-mat.dis-nn cs.NE nlin.CD
Statistics of the Island-Around-Island Hierarchy in Hamiltonian Phase Space
一个典型的哈密顿系统的相空间包含混沌和规则轨道,混合在一个复杂的,分形图案。一个经常研究的现象是相关性和递归时间分布的代数衰减。对于面积保持映射,这归因于边界圆的粘性,它将混沌和规则分量分开。虽然这种动力学已经被广泛研究,但充分的理解取决于许多精细的细节,这些细节通常超出了实验和数值分辨率。这就需要采用统计方法,这也是本工作的主题。我们计算了边界圆缠绕数的统计数据,将其连分数的元素分布与均匀选择无理数的元素分布进行比较。由于相空间输运动力学的极大兴趣,我们计算通过岛链的通量分布。分析拟合表明,“水平”和“类”分布是不同的,并给出了它们的普遍性的证据。
2014-12-10 nlin.CD
Investigating the nature of motion in 3D perturbed elliptic oscillators displaying exact periodic orbits
本文研究了由微扰椭圆振子组成的三维势场中的运动性质。我们的技术是使用从二维势中得到的结果,以找到在三维势中产生规则或混沌轨道的初始条件。二维和三维势都显示出精确的周期轨道和扩展的混沌区域。数值实验表明,随着测试粒子能量的增加,混沌的程度迅速增加。在大能量下,二维系统的相平面约有97%被混沌轨道覆盖。用S(c)动力学谱检验二维轨道的规则或混沌特征,而对于三维势,我们使用S(c)谱和P(f)谱方法。与其它动力学指标的比较表明,S(c)谱能快速、可靠地反映运动特征。
2012-06-23 astro-ph.GA nlin.CD
Composition of Chaotic Maps with an Invariant Measure
本文利用文献[1]中的混沌映射的合成方法,构造了区间[0,1]上具有不变测度的多参数映射族的新的族.利用这一测度,我们解析地计算了这些映射的Kolmogorov-Sinai熵,或等价的Lyapunov特征指数,所得结果已被数值模拟所证实.与通常的一维映射相反,类似于文献[1]中的映射,这些映射不具有倍周期或倍周期n倍级联分岔到混沌,但在某些参数取值范围内具有单不动点吸引子,在这些参数取值范围内,当参数的李雅普诺夫特征指数开始为正时,它们不具有倍周期n倍情形,而是直接分岔到混沌.
2000-05-04 nlin.CD
Ultradiscretization of solvable one-dimensional chaotic maps
本文研究了由椭圆函数的复制公式产生的一维可解混沌映射的超离散化问题。证明了映射及其解的超离散极限同时产生帐篷映射及其解。用热带曲线的热带雅可比矩阵给出了帐篷映射动力学的几何解释。本文还讨论了椭圆函数的$m$阶乘法公式所对应的映射的推广。
2008-03-31 math.DS nlin.CD nlin.SI
Adjoint chaos via cumulant truncation
我们描述了一个简单而系统的方法,从混沌动力系统中获得近似的灵敏度信息,使用一个层次的累积量方程。由此产生的前向和伴随系统产生关于系统的泛函的梯度的信息,并且不遭受与混沌系统的切线线性表示相关联的收敛问题。我们关注的泛函是整体平均的量,其动态不一定是混沌的,因此我们分析系统的统计状态动态,而不是单个轨迹。该方法的目的是提取参数的敏感性信息,可以从直接数值模拟或实验获得的详细统计。我们提倡一种数据驱动的方法,将系统的累积量的观察,以确定一个最佳的封闭层次的累积量,不需要规范的模型参数。虽然从所得到的代理模型的灵敏度信息是近似的,该方法被设计用于湍流的分析,其自由度和复杂性的数量目前禁止使用更准确的技术。在这里,我们应用该方法从Rayleigh-Bénard对流的低维表示中获得泛函梯度。
2018-06-25 nlin.CD
Polynomial law for controlling the generation of n-scroll chaotic attractors in an optoelectronic delayed oscillator
研究了非线性光电子振荡器中n涡卷吸引子之间的受控跃迁。使用系统的反馈强度作为控制参数,实验表明从Van der Pol-like吸引子到6-scroll的过渡,但一般来说,该方案可以产生任意数量的卷。每个状态的复杂性由李雅普诺夫指数和自相关系数表征。
2014-08-23 nlin.CD physics.optics
Collective and chaotic motion in self-bound many-body systems
研究了具有两体相互作用的经典自约束N体系统中集体运动和混沌运动的相互作用。这个系统显示了一个层次的三个良好分离的时间尺度,管理的混沌,集体运动和平衡的阻尼的发病。与平均场问题的比较表明,阻尼主要是由于失相。系统的李雅普诺夫指数、阻尼率和平衡率与系统大小N有一定的关系。
2000-02-28 chao-dyn nlin.CD nucl-th
Chaotic Dynamics of a Free Particle Interacting Linearly with a Harmonic Oscillator
本文研究了在环上运动的自由粒子的封闭哈密顿动力学,在环的一个截面上它与单个谐振子线性相互作用。数值和分析的证据的基础上,我们推测,在小的正能量的相空间,我们的模型是完全混乱的,除了一个单一的区域完全可积性与光滑的尖锐的边界,没有显示任何形式的KAM型结构。这导致了可能的最干净的混合相空间结构,其中可积区域和混沌区域中的运动被清楚地分离并且彼此独立。对于特定的系统参数,这种混合相空间结构可以被调整,使两个分量中的任何一个消失,留下一个完全可积或完全混沌的相空间。对于系统参数的其他值,出现额外的结构,如KAM类椭圆岛,和一个参数家庭的抛物周期轨道嵌入混沌海。后者类似于在体育场台球中看到的弹跳球轨道。我们的研究的分析部分从动力学的几何描述,并显示它是等价于一个链接的扭曲映射的工会两个相交的磁盘。
2005-07-22 nlin.CD
Hierarchy and Polysynchrony in an adaptive network
我们描述了一个简单的耦合混沌映射自适应网络。对于耦合参数的所有值,网络都达到稳定状态(冻结拓扑),尽管网络节点处的映射的动态可能是非平凡的。网络的结构显示出有趣的层次特性,在某些参数区域的动态是多同步的:节点可以分为不同的同步类,但与集群同步相反,同类中的节点不需要相互连接。这些复杂的同步模式已经被证明在系统生物学和电路中发挥作用。我们研究的适应系统描述了这种行为可以从未分化的节点进化的方式。
2014-03-13 nlin.AO nlin.CD
Enhancing Transport Barriers with Swimming Microorganisms in Chaotic Flows
本文通过实验与模型研究游动大肠杆菌与流场拉格朗日相干结构的相互作用,发现椭圆型LCSs可形成输运屏障并排斥细长游动者,从而降低标量通量。
2024-04-12 cond-mat.soft nlin.CD physics.bio-ph
Boundary Circles of Mixed Phase Space, Hamiltonian Systems
保面积映射的相空间通常包含无限多个嵌入混沌海中的椭圆岛。已经观察到混沌区域边界附近的轨道长时间保持不变,强烈影响它们的输运性质。边界由不变的圆组成,称为“边界圆”。“我们研究了Henon二次映射的边界圆的旋转数的分布,并证明了它们的连分式展开式的小元素出现的概率大于随机选择的数所期望的概率。然而,大元素的出现概率与随机情况成比例。这些结果对混合相空间中的输运模型具有一定的意义。
2015-12-17 nlin.CD
A new dynamical parameter for the study of sticky orbits in a 3D galactic model
一个三维动力学模型被用来研究椭圆星系中心部分的运动,该星系拥有一个巨大而致密的核。我们的目的是调查的规则或混沌的运动特性,重点在不同的混沌组件,以及粘性区域的动力系统。为了确定二维系统中运动的性质,我们使用了Poincare x-px相平面、李雅普诺夫特征指数(LCE)和动力学参数S(c)谱的经典方法。然后,从二维系统得到的结果被用来研究的三维系统的属性。为此,我们引入并使用了一个新的动力学参数,S(k)谱,这被证明是一个非常可靠和快速的方法来检测岛屿运动和粘性轨道在3D系统的演变。由新的S(k)谱进行的数值实验表明,3D系统中不同的混沌分量在比星系年龄大得多的时间间隔内不会相互作用。结果表明,不同的粘性区域并不导致一个统一的混沌海。因此,3D粘性轨道的行为不同于在2D系统中观察到的行为。此外,一个三轴椭圆星系中心附近的三维运动似乎是非常复杂的,显示几个家庭的共振轨道,不同的混沌成分和粘性区域,而只有一小部分的轨道是规则的。与以前的结果的比较揭示了新的动力学谱的概念的重要性。
2011-11-26 astro-ph.GA nlin.CD
Scalable synchronization cluster in networked chaotic oscillators
该研究发现耦合混沌振子合成网络中存在随耦合强度增强逐个吸纳非同步振子的可扩展同步簇,通过特征向量分析揭示其源于耦合矩阵特征向量特性,还验证了振子层级性,为相关集体行为研究和实际网络设计提供参考。
2024-05-14 nlin.AO nlin.CD nlin.PS
Multifractality of open quantum systems
本文研究了经典动力学是伪可积的开映射的本征态,并且相应的闭量子系统具有多重分形性质。适应现有的一般框架开发的开放混沌量子映射,我们指定的本征态和经典结构之间的关系,并量化它们的多重分形在不同的尺度。在此基础上,我们推测这种系统中的量子态是按照经典结构的层次分布的,但在层次的每一层上是多重分形的而不是遍历的。这是可见的足够长的寿命共振态在尺度小于经典结构。我们的研究结果可以指导实验者观察开放系统中的多重分形行为。
2019-09-30 nlin.CD quant-ph
Shared inputs, entrainment, and desynchrony in elliptic bursters: from slow passage to discontinuous circle maps
在一组生物振荡器中,什么样的输入信号会导致同步和不同步?这个问题与经典的动力系统分析的夹带和锁相和新兴的研究刺激模式控制神经网络的活动。在这里,我们专注于一个人口的非耦合,椭圆爆裂神经元的一个共同的脉动输入的反应。我们从文献中扩展了一个相位减少,以捕获不同强度的输入,从而导致各种顺序的不连续性的圆图。在结合分析和数值方法,我们将我们的研究结果应用到正常形式模型的椭圆爆发和生物神经元模型从基底神经节。我们发现,根据输入的周期和幅度,响应可以出现混沌(与相关的圆映射的可证明的正Lyaponov指数),或周期性的相位锁定周期的范围很广。在整个过程中,我们讨论了关键的基本机制,包括通过霍普夫分岔的慢通道效应,不连续性的作用和起源,以及噪声的影响
2011-05-24 math.DS nlin.CD
Occurrence of periodic Lamé functions at bifurcations in chaotic Hamiltonian systems
本文研究了混合相空间中二维哈密顿系统的直线振动轨道的等熵分叉级联。我们表明,新的分叉轨道,这是负责的发病混沌,解析给出的周期解的Lamé方程分类在1940年的因斯。在具有C_ ${2v}$对称性的哈密顿量中,它们分别交替出现为周期为2K和4K的Lamé函数,其中4K是Lamé方程中出现的Jacobi椭圆函数的周期。我们还表明,在接触和去型的倍周期分岔产生的两对轨道是由两个不同的线性组合的代数Lamé函数与周期8K。
2001-08-30 math-ph math.MP nlin.CD