Главная > ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ТЕОРИЯ УСТОЙЧИОСТИ И БИФУРКАЦИЙ (Ж.Йосс, Д. Джозеф)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

Необходимо обратить внимание на то обстоятельство, что в настоящем случае бифуркационным объектом является не отдельная траектория, а однопараметрическое семейство траекторий, лежащих на некотором торе в фазовом пространстве. Здесь под устойчивостью (неустойчивостью) понимается свойство притяжения (отталкивания)
самого тора, а не устойчивость (или неустойчивость) отдельной траектории на нем.

Разложение (X.2) показывает, что траектории сжимаются в Wнаправлениях фазового пространства, потому что экспоненты Флоке, соответствующие этим направлениям, остаются в левой части комплексной плоскости. Это говорит о том, что двумерная проекция $Z \zeta+\bar{Z} \bar{\zeta}$ или, что эквивалентно, образ этой проекции в $\mathbb{R}^{2}$ с координатами $(\rho, \theta)$, определяемыми соотношениями (X.38), управляет устойчивостью всего решения. Это предположение является установленным фактом, который можно вывести как следствие основной теоремы о многообразиях (см. O. Lanford III, Bifurcation of periodic solutions into invariant tori: the work of Ruelle and Takens, Nonlinear Problems in the Physical Sciences and Biology, Lecture Notes in Mathematics, No. 322, (New York-Heidelberg-Berlin: SpringerVerlag, 1973) pp. 159-192 или G. Iooss, Bifurcation of Maps and Applications, цитировано выше.)

Поэтому наше дифференциальное уравнение можно свести к двум уравнениям (X.56). Эти два уравнения выполняются асимптотически до членов $O\left(\varepsilon^{N}\right), N$ неограничено, и им удовлетворяют потоки на бифуркационном торе
\[
\rho(t)=\varepsilon R(\theta(t), \varepsilon),
\]

где $R$ можно построить до членов $O\left(\varepsilon^{N}\right)$, как в $\S$ X.5-10:
\[
R(\theta, \varepsilon)=1+\varepsilon R_{\mathbf{i}}(\theta)+\ldots .
\]

Чтобы исследовать устойчивость, возмутим тор, положив
\[
\rho=\varepsilon R(\theta(t), \varepsilon)+\rho^{\prime},
\]

где $\theta(t) \in[0,2 \pi)$-любое из решений уравнений (X.56) на торе. Комбинируя (X.123) с уравнением (X.56) для $\rho$, находим, что $\rho^{\prime}$ удовлетворяет уравнению
\[
\dot{\rho}^{\prime}=\varepsilon^{2}\left(\mu_{2} \hat{\xi}_{0}+3 \alpha_{10}\right) \rho^{\prime}+O\left(\varepsilon^{3}\right) \rho^{\prime}+O\left(\left|\rho^{\prime}\right|^{2}\right) .
\]

Напомним, что $\mu_{2} \hat{\xi}_{0}+3 \alpha_{10}=-2 \mu_{2} \hat{\xi}_{0}$, а $\hat{\xi}_{0}>0$ в силу предположения о строгой потере устойчивости решения $\mathbf{u}=0$. Отсюда следует, что $\left|\rho^{\prime}(t)\right| \rightarrow 0$ при $t \rightarrow \infty$, если $\mu_{2}>0$, а $\left|\rho^{\prime}(0)\right|$ достаточно мало, т. е. получаем устойчивость, если бифуркация тора является суперкритической. Если же $\mu_{2}<0$, то тор неустойчив. Малые возмушения тора притягиваются к суперкритическому тору и отталкиваются субкритическим тором.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru