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共振重叠


动力系统中的孤立共振会导致其邻域中保留环面的显著变形,但它们不会在系统中引入任何混沌。然而,当同时存在两个或多个共振时,它们将使系统变为不可积的。此外,如果它们彼此足够“接近”,它们将导致广泛(大规模)混沌的出现。

为了研究这个问题,Walker 和 Ford (1969) 采用了可积哈密顿量

 H_0(I_1,I_2)=I_1+I_2-I_1^2-3I_1I_2+I_2^2

并研究了添加 2:2 共振和 3:2 共振的效果

 H(I,theta)=H_0(I)+alphaI_1I_2cos(2theta_1-2theta_2)+betaI_1^(3/2)I_2cos(2theta_1-3theta_2).

在低能量下,共振区域是充分分离的。随着能量增加,这些区域重叠,并出现“宏观不稳定性区域”。当重叠开始时,许多更高阶的共振也参与进来,因此相空间的相当大区域的环面被破坏,随之而来的混沌是“广泛的”,因为轨迹现在可以自由地在先前被非共振环面分隔的区域之间游荡。

Walker 和 Ford (1969) 能够数值预测共振重叠首次发生的能量。他们绘制了内部 2:2 和外部 2:3 分离线的 theta_2 轴截距作为总能量的函数。他们发现交叉时的能量与 2:2 和 2:3 共振区开始重叠时的能量相同。


另请参阅

混沌, 共振重叠方法

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参考文献

Walker, G. H. and Ford, J. "Amplitude Instability and Ergodic Behavior for Conservative Nonlinear Oscillator Systems." Phys. Rev. 188, 416-432, 1969.

在 Wolfram|Alpha 上引用

共振重叠

请引用为

韦斯坦因,埃里克·W. "共振重叠。" 来自 MathWorld——Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/ResonanceOverlap.html

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