动力系统的对称、可积与动力学
批准号:
12071284
项目类别:
面上项目
资助金额:
52.0 万元
负责人:
张祥
依托单位:
学科分类:
常微分方程
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张祥
中文摘要
动力系统的对称存在于力学等很多实际问题之中,它的研究既是经典的又是困难的。对称的存在与所述系统的守恒量与动力学密切相关,在微分系统动力学的研究中起了重要的作用。该方向已有很多重要的研究成果,但仍遗留下一些长期没有解决的公开问题。本项目拟在该课题上展开攻关,解决其中的部分问题。已有的结果主要针对具体的系统寻找对称的存在,本项目拟对微分系统在奇点邻域给出局部对称的存在性及其形成的线性空间的结构、维数和表示,并利用其研究微分系统的可积性及其局部动力学,如Jacobi乘子的存在性、极限环分支和重数等。在一般理论的基础上研究具体微分系统对称的存在性及其动力学,具体为复系数四元数微分方程对称的存在性和约化问题,并运用其研究所述微分方程的局部和整体动力学。解析微分系统的具有一个零特征值其余特征值非共振的奇点邻域对称的存在性及其守恒量的存在性和正则性问题长期没有得到解决,本项目希望在该方向取得突破。
英文摘要
Symmetries of dynamical systems exist in many realistic disciplines, such as mechanics, researches on them are both classical and difficulty. The existence of symmetry is strongly related to the existence of invariants and their dynamics, and it plays key roles in the study of dynamics of differential systems. As we know, there are lots of important results in this direction, but there still remains some long standing open problems to be solved. This proposal will focus on parts of these open problems, and hope to get answers to them. Most of the known results put attentions on searching symmetries of concrete systems, here we present a complete understanding on the existence of symmetries and the linear space formed by them (structure, dimension and its expression) of differential systems near a singularity, and apply these results to detect existence of invariants and the local dynamics of the systems, for instance the existence of Jacobi multipliers and its associated limit cycle bifurcation and multiplicity. Under the guide of general theory on symmetry, we turn to study existence of symmetry of differential systems and their dynamics, especially the existence of symmetry of quaternionic differential equations with complex coefficients and the reduction of the equation, then apply these results to investigate local and global dynamics of the mentioned equations. Finally, we tackle the problem on the existence of symmetries, of first integrals and their regularity of differential systems near a singularity with one zero eigenvalues and others nonresonant, which is a long standing open problem.
按照课题研究计划拟在微分系统可积的判定和性质以及动力学应用等方面开展,如解析或形式微分系统的局部对称的存在性和光滑性,具有复系数的四元数微分方程的对称和动力学,以及局部退化奇点邻域守恒量的存在性和光滑性等。课题组按计划完成了课题目标,并超额完成了与动力学密切相关一些研究工作。.课题组给出了解析或形式微分系统在奇点邻域的中心化子的存在性和光滑性、以及中心化子集合作为线性空间的维数和结构、并刻画了中心化子和正规化子的存在与守恒量的存在性对系统动力学的影响。解决了具有复系数的四元数微分方程的对称的存在性、并利用其进一步给出四元素微分方程的约化、从而由此并结合定性分析的方法得到四元数Bernoulli微分方程的动力学。对于具有一类强一共振的微分系统的守恒量的正则性,在系统解析的情况下证明它始终有无穷光滑的首次积分;对于系统Gevrey光滑性的情况下,当特征值的实部同号证明了首次积分的光滑性与系统的Gevrey指标一致,而一般情况下利用KAM方法得到由最低共振项确定的最少Gevrey指标损失的首次积分的光滑性。 .在微分系统动力学的研究方面,对于一类平面微分系统给出多个极限环不存在的新的判定标准,该标准可以在多个已有判定标准失效的情况有用。作为该标准的第一个应用,完善了Andreev关于幂零奇点的邻域具有一个椭圆域和一个双曲域的分类的不完整性,并发展和完善了他在该情况下的分类工作。作为新判定标准的另一个应用还给出Armengol Gasull提出的33个问题中第3个问题中系统的全局相图。对于一类多项式Rayleigh-Duffing系统利用连分数分解技术得到无穷远吹胀步数和加权次数有效地给出系统无穷远的动力学,并利用其得到系统平衡点是中心的充要条件及其全局相图。
具有非可逆返回映射的快-慢系统
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:196万元
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批准年份:2021
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负责人:张祥
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依托单位:
动力系统的可积理论与动力学分析
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批准号:11671254
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项目类别:面上项目
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资助金额:48.0万元
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批准年份:2016
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负责人:张祥
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依托单位:
动力系统的可积、分支与嵌入流
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批准号:11271252
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.0万元
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批准年份:2012
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负责人:张祥
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依托单位:
有限维动力系统可积的代数、几何与拓扑性质
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批准号:10671123
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项目类别:面上项目
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资助金额:17.0万元
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批准年份:2006
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负责人:张祥
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依托单位:
国内基金
海外基金