Главная > Хаотические колебания
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
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

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

ФРАКТАЛЬНАЯ РАЗМЕРНОСТЬ ОТОБРАЖЕНИЙ ПУАНКАРЕ

В системах с периодическим внешним воздействием, таких, как странный аттрактор Дуффинга—Уэды (3.2.25) или странный аттрактор в задаче о движении в потенциале с двумя ямами (3.3.6), время, или фаза становится естественной переменной в фазовом пространстве. В большинстве случаев эта временная переменная лежит в том подпространстве, которое содержит аттрактор, и время можно рассматривать как одну из составляющих размерности аттрактора. В случае нелинейного осциллятора второго порядка с периодической вынуждающей силой отображение Пуанкаре, состоящее из периодической выборки временных точек, порождает некоторое распределение точек на плоскости.

Для вычисления фрактальной размерности полного аттрактора иногда удобно сначала вычислить фрактальную размерность отображения Пуанкаре . Если D не зависит от фазы отображения Пуанкаре (напомним, что ), то размерность полного аттрактора есть просто

(6.3.6)

В качестве примера мы рассмотрим данные численного и физического эксперимента для потенциала с двумя ямами или аттрактора Дуффинга—Холмса (гл. 2):

(6.3.7)

В этом примере нас интересуют два вопроса:

1. Изменяется ли фрактальная размерность странного аттрактора в зависимости от фазы отображения Пуанкаре?

2. Как изменяется фрактальная размерность в зависимости от коэффициента затухания

Фрактальная размерность была вычислена для нескольких экспериментальных сечений Пуанкаре. Результаты вычислений представлены в табл. 6.2. Из этой таблицы видно, что вблизи аттрактора размерность D почти постоянна, поэтому приближение d = 1 + D (6.3.6) представляется достаточно хорошим.

Результаты численного моделирования движения частицы в потенциале с двумя ямами под действием периодической вынуждаюшей силы показаны на рис. 6.9.

Таблица. 6.2. Размерность экспериментально построенного отображения Пуанкаре как функция фазы для колебаний продольно изогнутой балки

Рис. 6.9. Фрактальное распределение точек в сечении Пуанкаре в задаче о движении частицы в потенциале с двумя ямами (3.2.10). По тем же данным, которые представлены на рис. 6.8.

Зависимость корреляционной функции от представлена в дважды логарифмическом масштабе на рис. 6.10 а. Как и предполагает теория, зависимость оказывается линейной.

На рис. 6.10 использованы те же данные, что и на рис. 6.8. Из рис. 6.106 видно, что , или d = 2,5, что согласуется с размерностью, вычисленной непосредственно для полного аттрактора в фазовом пространстве (рис. 6.8).

Влияние затухания на фрактальную размерность аттрактора в задаче о потенциале с двумя ямами определялось с помощью численного моделирования по методу Рунге—Кутта. Полученная зависимость показана на рис. 6.11. Мы видим, что при слабом затухании аттрактор заполняет фазовое пространство , как гамильтонова система (с нулевым затуханием). Но при увеличении затухания отображение Пуанкаре становится одномерным, и размерность аттрактора убывает до d = 2, как в уравнениях Лоренца.

Рис. 6.10 а. Зависимость от точек в сечении Пуанкаре, представленных на рис. 6.9.

Рис. 6.10 б. Локальный угловой коэффициент кривой рис. 6.10 а. Фрактальная размерность линейного участка близка к 1,5.

Рис. 6.11. Зависимость фрактальной размерности от затухания для частицы, колеблющейся в потенциале с двумя ямами (3.2.10).

Фрактальная размерность хаотической цепи (диод, индуктивность и сопротивление, соединенные последовательно, возбуждаются генератором) была измерена Линсеем [113], построившим отображение Пуанкаре. Линсей измерял ток в выборочные моменты времени через интервалы, равные периоду генератора, и построил псевдофазовое пространство (см. следующий раздел). Полученная фрактальная размерность отображения Пуанкаре оказалась равной D = 1,58, поэтому размерность аттрактора равна 2,58.

1
Оглавление
email@scask.ru