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耗散扰动下Lyapunov子中心流形作为谱子流形的全局持久性。 (英语) Zbl 1473.70033号

摘要:对于具有守恒量的非退化解析系统,Lyapunov的一个经典结果保证了周期轨道的解析流形的存在性,该解析流形与满足非共振条件的不动点的任何二维椭圆本征空间相切。这些二维流形被称为Lyapunov次中心流形(LSM)。非线性振动文献中的数值和实验观察表明,LSM通常在自主耗散扰动下持续存在。这些扰动流形很有用,因为它们提供了收敛到平衡点的渐近信息。本文给出并证明了LSM在耗散下持久性的精确数学结果。我们证明,对于微扰下轻度非退化条件下的哈密顿系统,对于足够小的耗散,微扰系统存在近似于(在解析意义上)固定邻域中LSM的解析不变流形。我们提供的示例表明,要使结果成立,需要扰动上的一些非退化条件。我们还研究了流形对耗散参数的依赖性。如果\(varepsilon\)是耗散参数,我们证明了流形在\(-\varepsilen_0,\varepsilon_0)\setminus\{0}\)和\(C^\infty)中是实解析的。我们构造了以\(\varepsilon\)的幂表示的显式渐近展开式(估计不收敛)。最后,我们给出了我们的结果在机械系统中的应用。

理学硕士:

2009年7月70日 哈密顿和拉格朗日力学问题的摄动理论
70H12型 哈密顿和拉格朗日力学问题的周期解和概周期解
34D15号 常微分方程的奇异摄动
34立方厘米 常微分方程的不变流形
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参考文献:

[1] V.I.Arnol’d,经典力学的数学方法,第二版,Grad。数学课文。纽约斯普林格60号,1989年·Zbl 0692.70003号
[2] I.Baldomaí和E.Fontich,抛物点不变流形的指数小分裂,Mem。阿默尔。数学。Soc.,第167页(2004年),第792页·Zbl 1040.37050号
[3] I.Baldomaí,E.Fontich,R.de la Llave,and P.Martiín,高维抛物不动点一维不变流形的参数化方法,离散Contin。动态。系统。17(2007),第835-865页·Zbl 1123.37011号
[4] D.Bambusi,一些非线性偏微分方程的Lyapunov中心定理:一个简单的证明,Ann.Scuola范数。主管比萨Cl.Sci。(4) ,29(2000),第823-837页·Zbl 1008.35003号
[5] N.N.Bogoliubov和Y.A.Mitropolsky,《非线性振荡理论中的渐近方法》,译自第二版俄文修订本,《高等数学和物理国际专著》,印度斯坦出版社,德里,戈登和布雷奇,纽约,1961年·Zbl 0151.12201号
[6] T.Breuung和G.Haller,力阻尼非线性力学系统谱子流形的显式主干曲线,Proc。A、 474(2018),20180083·Zbl 1402.34047号
[7] P.-L.Buono、F.Laurent-Polz和J.Montaldi,《对称哈密顿分岔》,《几何力学与对称》,伦敦数学。Soc.课堂讲稿Ser。306,剑桥大学出版社,英国剑桥,2005年,第357-402页·Zbl 1161.37040号
[8] X.Cabreí,E.Fontich,and R.de la Llave,不变流形的参数化方法。I.与非共振子空间相关的流形,印第安纳大学数学系。J.,52(2003),第283-328页·Zbl 1034.37016号
[9] X.Cabreí,E.Fontich,and R.de la Llave,不变流形的参数化方法。二、。印第安纳大学数学系参数规律。J.,52(2003),第329-360页·Zbl 1034.37017号
[10] X.Cabreí,E.Fontich,and R.de la Llave,不变流形的参数化方法。三、 《概述与应用》,《微分方程杂志》,218(2005),第444-515页·兹比尔1101.37019
[11] R.Calleja、E.Doedel和C.Garciáa-Azpeitia,从n体问题的多边形相对平衡分叉的家族中的对称性和舞蹈设计,《天体力学》。发电机。天文学。,130 (2018), 48. ·兹比尔1396.70015
[12] R.C.Calleja、A.Celletti、L.Corsi和R.de la Llave,准周期强迫耗散波方程的响应解,SIAM J.Math。分析。,49(2017),第3161-3207页,https://doi.org/10.1137/151005397。 ·Zbl 1516.35036号
[13] R.C.Calleja、A.Celletti和R.de la Llave,强迫强耗散系统响应函数的构造,离散Contin。动态。系统。,33(2013),第4411-4433页·Zbl 1339.70040号
[14] R.C.Calleja、A.Celletti和R.de la Llave,哈密顿系统的一些耗散扰动中KAM tori的分析域和Lindstedt展开,非线性,30(2017),第3151-3202页·Zbl 1425.70037号
[15] M.J.Capináski,Jupiter-Sun PCR(3)BP中不变流形在L_2处的Lyapunov轨道和横向交点的计算机辅助存在性证明,SIAM J.Appl。动态。系统。,11(2012),第1723-1753页,https://doi.org/10.1137/10847366。 ·Zbl 1264.37008号
[16] C.Chicone,《常微分方程及其应用》,第二版,文本应用。数学。34,施普林格,纽约,2006年·Zbl 1120.34001号
[17] R.de la Llave,与非共振谱子空间相关的不变流形,J.Statist。物理。,87(1997),第211-249页·Zbl 0965.37028号
[18] R.de la Llave和R.Obaya,Holder函数空间中复合算子的正则性,离散Contin。动态。系统。,5(1999),第157-184页·Zbl 0956.47029号
[19] R.de La Llave和C.E.Wayne,关于Irwin伪稳定流形定理的证明,数学。Z.,219(1995),第301-321页·Zbl 0843.58100号
[20] J.Dieudonneí,《无穷小微积分》,法语译本,赫尔曼,巴黎,霍顿·米夫林,马萨诸塞州波士顿,1971年。
[21] J.J.Duistermaat,关于保守系统平衡点附近的周期解,Arch。定额。机械。分析。,45(1972),第143-160页·Zbl 0244.34029号
[22] N.Fenichel,速率条件下的渐近稳定性,印第安纳大学数学系。J.,23(1973/1974),第1109-1137页·Zbl 0284.58008号
[23] N.Fenichel,动力系统速率条件下的渐近稳定性,Bull。阿默尔。数学。《社会学杂志》,80(1974),第346-349页·Zbl 0278.58006号
[24] S.J.Fraser,酶动力学微分方程中的双扰动级数,化学杂志。物理。,109(1998),第411-423页。
[25] G.E.O.Giacaglia,非线性系统中的扰动方法,应用。数学。科学。8号,斯普林格维尔拉格,纽约,1972年·Zbl 0282.34001号
[26] A.N.Gorban和I.V.Karlin,《物理和化学动力学的不变流形》,物理讲义。柏林斯普林格·弗拉格660号,2005年·Zbl 1086.82009年
[27] G.Haller和S.Ponsioen,非线性正规模和谱子流形:存在性、唯一性和在模型简化中的应用,非线性动力学。,86(2016),第1493-1534页·Zbl 1371.37098号
[28] AÉ。Haro,M.Canadell,J.Figueras,A.Luque和J.Mondelo,不变量流形的参数化方法:从严格结果到有效计算,应用。数学。科学。195,施普林格,查姆,2016年·Zbl 1372.37002号
[29] E.Hille和R.Phillips,《函数分析和半群》,载于美国数学学会:学术讨论会出版物,AMS,普罗维登斯,RI,1996年,第31期,第1卷。
[30] G.Huguet和R.de la Llave,极限环及其等时线的计算:快速算法及其收敛性,SIAM J.Appl。动态。系统。,12(2013),第1763-1802页,https://doi.org/10.1137/120901210。 ·Zbl 1291.37108号
[31] M.C.Irwin,伪稳定流形定理的新证明,J.London Math。Soc.,2(1980),第557-566页·Zbl 0436.58021号
[32] A.Jorba和J.Villanueva,受限三体问题某些周期轨道周围正规形的数值计算,Phys。D、 114(1998),第197-229页·Zbl 0963.70508号
[33] W.D.Kalies、S.Kepley和J.D.Mireles James,具有严格计算机辅助误差界的局部(非)稳定流形的解析延拓,SIAM J.Appl。动态。系统。,17(2018),第157-202页,https://doi.org/10.1137/17M1135888。 ·Zbl 1409.65110号
[34] 加藤,线性算子的扰动理论,数学经典。132,柏林施普林格,1995年·Zbl 0836.47009号
[35] A.Katok和B.Hasselblatt,《现代动力系统理论导论》,剑桥大学出版社,英国剑桥,1995年·Zbl 0878.58020号
[36] A.Kelley,《关于Liapounov次中心流形》,J.Math。分析。申请。,18(1967),第472-478页·Zbl 0155.14103号
[37] A.Kelley,具有积分的系统的解析二维子中心流形,太平洋数学杂志。,29(1969年),第335-350页·Zbl 0176.39002号
[38] G.Kerschen、K.Worden、A.F.Vakakis和J.-C.Golinval,结构动力学中非线性系统识别的过去、现在和未来,机械。系统。信号处理。,20(2006年),第505-592页。
[39] F.Kogelbauer和G.Haller,阻尼受迫非线性梁模型的严格模型简化:无限维分析,J.非线性科学。,28(2018),第1109-1150页·Zbl 1402.35279号
[40] P.Lancaster和M.Tismenetsky,《矩阵理论:应用》,第二版,计算。科学。申请。数学。,学术出版社,佛罗里达州奥兰多,1985年·Zbl 0558.15001号
[41] S.Lang,《微分几何基础》,施普林格出版社,纽约,1999年·Zbl 0932.53001号
[42] A.Liapounoff,Problème ge⁄ne⁄ral de la stabilitite⁄du mouvement,Ann.Fac。科学。图卢兹科学。数学。科学。物理学。(2) 第9卷(1907年),第203-474页。
[43] E.N.Lorenz,《关于慢流形的存在性》,《大气科学杂志》。,43(1986),第1547-1557页。
[44] E.N.Lorenz,慢流形——它是什么?,大气科学杂志。,49(1992),第2449-2451页。
[45] E.N.Lorenz和V.Krishnamurthy,《论慢流形的不存在》,《大气科学杂志》。,44(1987),第2940-2950页。
[46] R.Man͂e,持久流形通常是双曲的,Trans。阿默尔。数学。Soc.,246(1978),第261-283页·Zbl 0362.58014号
[47] U.Maas和S.B.Pope,《简化化学动力学:组成空间中的本征低维流形》,库布斯特。《火焰》,88(1992),第239-264页。
[48] J.J.Masdemont,平动点轨道不变流形的高阶展开及其在任务设计中的应用,Dyn。系统。,20(2005),第59-113页·Zbl 1093.70012号
[49] K.R.Meyer,《隐函数定理和解析微分方程》,收录于《动力系统-沃里克1974》,数学课堂讲稿。468,柏林施普林格出版社,1975年,第191-208页·Zbl 0306.58003号
[50] K.R.Meyer和G.R.Hall,哈密顿动力系统和N体问题导论,应用。数学。科学。90年,施普林格-弗拉格,纽约,1992年·Zbl 0743.70006号
[51] J.Moser,关于a.Liapounoff定理的推广,Comm.Pure Appl。数学。,11(1958),第257-271页·Zbl 0082.08003号
[52] J.Moser,平衡点附近的周期轨道和Alan Weinstein的定理,Comm.Pure Appl。数学。,29(976),第727-747页·Zbl 0346.34024号
[53] J.Moser和E.J.Zehnder,动力系统笔记,数学课程笔记。12,纽约大学,Courant数学科学研究所,纽约,AMS,普罗维登斯,RI,2005年·Zbl 1087.37001号
[54] F.R.Moulton,《周期轨道》,与D.Buchanan、Th.Buck、F.L.Griffin、W.R.Longley和W.D.Mac Millan合作,华盛顿特区卡内基研究所,1920年,可从https://archive.org/details/periodicorbitsby00mouluoft/page/n3。
[55] J.Murdock,局部动力系统的正规形式和展开,Springer Monogr。数学。,施普林格,纽约,2003年·Zbl 1014.37001号
[56] M.Peeters、G.Kerschen和J.Golinval,使用非线性正常模式对非线性振动结构进行动态测试,《声音振动杂志》,330(2011),第486-509页。
[57] M.Peeters、G.Kerschen和J.Golinval,基于非线性正常模式的非线性振动结构的模态测试:实验演示,机械。系统。信号处理。,25(2011),第1227-1247页。
[58] J.Poöschel,关于不动点附近复解析映射的不变流形,Exposition。数学。,4(1986年),第97-109页·Zbl 0597.32011号
[59] D.S.Schmidt和D.Sweet,确定共振哈密顿系统周期族的统一理论,《微分方程》,14(1973),第597-609页·Zbl 0275.34043号
[60] S.Shaw和C.Pierre,非线性连续系统的正常振动模式,《声音振动杂志》,169(1994),第319-347页·Zbl 0925.73439号
[61] C.L.Siegel和J.K.Moser,天体力学讲座,数学经典。,施普林格-弗拉格出版社,柏林,1995年,C.I.卡姆从德语翻译而来,1971年翻印·Zbl 0817.70001号
[62] J.Sijbrand,中心歧管的特性,Trans。阿默尔。数学。《社会学杂志》,289(1985),第431-469页·Zbl 0577.34039号
[63] M.D.Smooke主编,《甲烷-空气火焰的简化动力学机制和渐近近似:专题卷》,物理讲义。384,柏林斯普林格·弗拉格,1991年。
[64] S.Sternberg,局部收缩和Poincare∧定理,Amer。数学杂志。,79(1957年),第809-824页·Zbl 0080.29902号
[65] R.Szalai,二维谱子流形的保守极限,预印本,https://arxiv.org/abs/1805.07837v4, 2019.
[66] R.Szalai、D.Ehrhardt和G.Haller,多自由度机械振动的非线性模型识别和谱子流形,Proc。A、 473(2017),20160759·Zbl 1402.70021号
[67] F.Takens,部分双曲不动点,拓扑,10(1971),第133-147页·兹伯利0214.22901
[68] C.Touzeí和M.Amabili,阻尼几何非线性系统的非线性正态模式:应用于简谐受迫结构的降阶建模,《声音振动杂志》,298(2006),第958-981页。
[69] J.van den Berg和J.M.James,慢稳定流形及其不变向量丛的参数化:理论和数值实现,离散Contin。动态。系统。,36(2016),第4637-4664页·Zbl 1366.37070号
[70] J.Warnatz、U.Maas和R.W.Dibble,《燃烧:物理和化学基础、建模和模拟、实验、污染物形成》,柏林斯普林格出版社,1996年·Zbl 0976.80005号
[71] A.Weinstein,非线性哈密顿系统的正规模式,发明。数学。,20(1973年),第47-57页·Zbl 0264.70020号
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