×

簇奇点:全局耦合Stuart-Landau振荡器中簇行为的展开。 (英语) Zbl 1409.34048号

摘要:自然界中普遍存在的集群模式仍然缺乏全面的认识。众所周知,许多这样的自然系统的动力学是由Stuart-Landau振荡器的系综捕获的。在这里,我们研究了这种极限循环振子的平均耦合系综中的团簇动力学。特别地,我们展示了在最小网络中集群是如何发生的,并阐述了在增加振荡器数量时观察到的2集群状态是如何拥挤的。使用持久性,我们讨论了这种拥挤是如何通过中间的非平衡2簇状态从平衡簇状态持续过渡到同步解决方案的。这些级联式的跃迁产生于我们所称的簇奇点。在这个余维-2点上,所有2-团簇态的分岔崩溃,稳定平衡的团簇态超临界分岔为同步解。我们使用数值模拟验证了我们的结果,并讨论了我们的结论如何应用于空间扩展系统。{
©2019美国物理研究所}

MSC公司:

34C60个 常微分方程模型的定性研究与仿真
34立方厘米 常微分方程的非线性振动和耦合振子
34D06型 常微分方程解的同步
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Okuda,K.,《全局耦合振子中聚集的多样性和普遍性》,Physica D,63, 424-436 (1993) ·Zbl 0850.70262号 ·doi:10.1016/0167-2789(93)90121-G
[2] Strogatz,S.H.,《从Kuramoto到Crawford:探索耦合振荡器群体中同步的开始》,Physica D,143,1-20(2000年)·兹比尔0956.00057 ·doi:10.1016/S0167-2789(00)00094-4
[3] Pikovsky,A。;Rosenblum,M.,《全球耦合振子动力学:进展与展望》,混沌,25, 097616 (2015) ·Zbl 1374.34001号 ·doi:10.1063/1.4922971
[4] 渡边,S。;Strogatz,S.H.,全局耦合振荡器阵列的可积性,物理学。修订稿。,70, 2391-2394 (1993) ·兹比尔1063.34505 ·doi:10.1103/PhysRevLett.70.2391
[5] 渡边,S。;Strogatz,S.H.,超导约瑟夫森阵列的运动常数,物理D,74, 197-253 (1994) ·Zbl 0812.34043号 ·doi:10.1016/0167-2789(94)90196-1
[6] Ott,E.等人。;Antonsen,T.M.,大系统全局耦合振子的低维行为,混沌,18, 037113 (2008) ·Zbl 1309.34058号 ·doi:10.1063/1.2930766
[7] Ott,E.等人。;Antonsen,T.M.,相位振荡器系统的长时间演化,混沌,19, 023117 (2009) ·Zbl 1309.34059号 ·数字对象标识代码:10.1063/1.3136851
[8] Ermentrout,G.B.和Terman,D.H.,《神经科学数学基础》,跨学科应用数学(Springer-Verlag,纽约,2010)·Zbl 1320.92002年
[9] Golomb,D。;Rinzel,J.,全局耦合抑制神经元中的聚类,Physica D,72, 259-282 (1994) ·Zbl 0809.92003年 ·doi:10.1016/0167-2789(94)90214-3
[10] Yang,L。;多尔尼克,M。;扎博廷斯基,A.M。;Epstein,I.R.,具有全局反馈的光敏Belousov-Zhabotinsky反应系统模型中的振荡团簇,Phys。版次E,62, 6414-6420 (2000) ·doi:10.1103/PhysRevE.62.6414
[11] Rotstein,H.G。;Wu,H.,全球耦合化学系统中振荡簇模式生成的动力学机制,J.Chem。物理。,137, 104908 (2012) ·doi:10.1063/1.4749792
[12] Kuramoto,Y.,《化学振荡、波浪和湍流》(1984年)·Zbl 0558.76051号
[13] 加西亚·莫拉莱斯,V。;Krischer,K.,《复杂的金兹堡-兰道方程:导论》,康特姆。物理。,53, 79-95 (2012) ·doi:10.1080/00107514.2011.642554
[14] 加西亚·莫拉莱斯,V。;Krischer,K.,《全球耦合电化学系统时空模式形成的规范形式方法》,Phys。版次E,78, 057201 (2008) ·doi:10.1103/PhysRevE.78.057201
[15] 加西亚·莫拉莱斯,V。;Krischer,K.,电化学系统的非局部复杂Ginzburg-Landau方程,Phys。修订稿。,100, 054101 (2008) ·doi:10.1103/PhysRevLett.100.054101
[16] 哈基姆,V。;Rappel,W.-J.,全球耦合复杂Ginzburg-Landau方程动力学,物理学。版次A,46,R7347-R7350(1992)·doi:10.103/物理版本A.46.R7347
[17] 中川,N。;Kuramoto,Y.,全球耦合振荡器群体中的集体混沌,Prog。西奥。物理。,89,313-323(1993年)·doi:10.1143/ptp/89.2313
[18] Daido,H。;Nakanishi,K.,全球耦合振荡器中的老化和聚集,Phys。版次E,75, 056206 (2007) ·doi:10.1103/PhysRevE.75.056206
[19] 塞提亚,G.C。;Sen,A.,Chimera表示:重新审视了存在标准,Phys。修订稿。,112, 144101 (2014) ·doi:10.1103/PhysRevLett.112.144101
[20] Kemeth,F.P。;Haugland,S.W。;Krischer,K.,嵌合体状态的对称性,《物理学》。修订稿。,120, 214101 (2018) ·doi:10.1103/PhysRevLett.120.214101
[21] M.南丹。;母鸡,C.R。;帕尔·P。;Dana,S.K.,振荡器网络中从振幅到振荡死亡的过渡,混沌,24, 043103 (2014) ·Zbl 1361.34034号 ·数字对象标识代码:10.1063/1.4897446
[22] Aronson,D。;Ermentrout,G。;Kopell,N.,耦合振荡器的振幅响应,物理D,41, 403-449 (1990) ·Zbl 0703.34047号 ·doi:10.1016/0167-2789(90)90007-C
[23] Banaji,M.,全局耦合振荡器中的集群,Dyn。系统。,17, 263-285 (2002) ·Zbl 1032.34037号 ·doi:10.1080/14689360210148485
[24] Ku,W.L。;Girvan,M。;Ott,E.,平均场耦合landau-suart振荡器大系统中的动力学跃迁:广泛混沌和团簇状态,混沌,25, 123122 (2015) ·Zbl 1374.34110号 ·数字对象标识代码:10.1063/1.4938534
[25] Röhm,A。;Lüdge,K。;Schneider,I.,两个简单对称耦合振荡器中的双稳态,具有对称断开振幅和锁相,混沌,28, 063114 (2018) ·Zbl 1394.34074号 ·doi:10.1063/1.5018262
[26] 福克,M。;Engel,H.,通过气相的全局耦合对Pt(110)上CO氧化动力学的影响,Phys。版次E,50,1353-1359(1994年)·doi:10.103/物理版本E.50.1353
[27] Kim,M。;伯特伦,M。;Pollmann,M。;Oertzen,A.V。;米哈伊洛夫,A.S。;Rotermund,H.H。;Ertl,G.,《通过全局延迟反馈控制化学湍流:pt(110)上催化co氧化的模式形成》,《科学》,292, 1357-1360 (2001) ·doi:10.1126/science.1059478
[28] 伯特伦,M。;贝塔,C。;Pollmann,M。;米哈伊洛夫,A.S。;Rotermund,H.H。;Ertl,G.,《混沌边缘的图案形成:在全局延迟反馈下pt(110)表面上的co氧化实验》,Phys。版次E,67, 036208 (2003) ·doi:10.1103/PhysRevE.67.036208
[29] 中川,N。;Kuramoto,Y.,《全球耦合振子系统中从集体振荡到集体混沌》,Physica D,75, 74-80 (1994) ·Zbl 0885.58050号 ·doi:10.1016/0167-2789(94)90275-5
[30] 中川,N。;Kuramoto,Y.,全局耦合振荡器中的反常Lyapunov谱,Physica D,80, 307-316 (1995) ·Zbl 0900.70340号 ·doi:10.1016/0167-2789(94)00185-S
[31] Pikovsky,A.、Rosenblum,M.和Kurths,J.,“两个相互作用的周期振荡器的相互同步”,摘自《同步》(剑桥大学出版社,2001年),第222-235页。
[32] Kuramoto,Y。;Nishikawa,I.,大型动力系统的统计宏观动力学。振荡器群中的相变案例,J.Statist。物理。,49, 569-605 (1987) ·Zbl 0965.82500号 ·doi:10.1007/BF01009349
[33] Benjamin,T.B。;Feir,J.E.,《深水上波列的解体》,第1部分。理论,J.流体力学。,27, 417 (1967) ·Zbl 0144.47101号 ·doi:10.1017/S002211206700045X
[34] 戈卢比茨基,M。;Stewart,I.,《对称视角:从相空间和物理空间的平衡到混沌》(2003)
[35] 阿什温,P。;Swift,J.W.,n个弱耦合同振子的动力学,J.非线性科学。,2, 69-108 (1992) ·Zbl 0872.58049号 ·doi:10.1007/BF02429852
[36] Eckhaus,W.,《非线性稳定性理论研究》,《自然哲学中的Springer Tracts》(Springer,柏林,1965年)·兹伯利0125.33101
[37] 塔克曼,L.S。;Barkley,D.,Eckhaus不稳定性的分叉分析,Physica D,46,57-86(1990年)·兹比尔0721.35008 ·doi:10.1016/0167-2789(90)90113-4
[38] Battogtokh,D。;Mikhailov,A.,《控制复杂Ginzburg-Landau方程中的湍流》,Physica D,90, 84-95 (1996) ·Zbl 0884.35145号 ·doi:10.1016/0167-2789(95)00232-4
[39] Hunter,J.D.,Matplotlib:二维图形环境,计算。科学。工程师。,9, 90-95 (2007) ·doi:10.1109/MCSE.2007.55
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。