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二维鸭翼离散快慢系统。 (英语) Zbl 1484.39016号

低速系统中的最大鸭翼是一种特殊的轨迹,当吸引慢流形的延伸与排斥慢流形延伸相交时,会出现这种轨迹。在本工作中,作者对带有折叠点的低速系统离散化后鸭式弹道的持续性感兴趣。由于已知常用的离散化方案会破坏最大鸭翼,因此作者使用Kahan离散化,该方案成功地用于保持连续系统的许多良好特性,例如可积性。
特别地,作者考虑了二次向量场\开始{align*}\varepsilon\dot{x}&=-y+x^2+varepsi隆a_1x-a_2xy\\\点{y}&=x-\λ+a_3y+a_4x^2,\结束{align*}因为在这种情况下,Kahan离散化是一种显式方法。通过使用爆破方法,证明了吸引不变流形和排斥不变流形的存在性,并用Melnikov计算确定了两个流形何时重合。
主要结果表明,一维吸引慢流形和一维排斥慢流形在参数值(lambda=lambda_c^h(sqrt{varepsilon}))与\[ \lambda_c^h(\sqrt{\varepsilon})=-c\varepsilon+\mathcal{O}(\varepsilon^{3/2}h)\,。\] 这是结果的离散模拟M.克鲁帕P.Szmolyan公司[SIAM J.数学分析33,第2期,286–314(2001;Zbl 1002.34046号)]对于微分方程的情况。
数值模拟说明了主要结果。特别是,对van der Pol方程进行Kahan离散的实验表明,主要结果并不局限于二次向量场。

MSC公司:

39A28号 差分方程的分岔理论
39甲12 分析主题的离散版本
34E15号机组 常微分方程的奇异摄动
34E20型 奇异摄动,转向点理论,常微分方程的WKB方法
2015年11月37日 动力系统的离散化方法和积分器(辛、变分、几何等)
37米20 动力系统分岔问题的计算方法
37米21 动力系统不变流形的计算方法
37G10型 动力系统奇异点的分岔
65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法
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