Поиск периодических решений обыкновенных дифференциальных уравнений с помощью метода нормальной формы.Случай уравнений четвертого порядкастатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Информация о цитировании статьи получена из
Scopus
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 26 апреля 2019 г.
Аннотация:Постановка проблемы: в основе метода резонансной нормальной формы лежит сведение системы нелинейных
обыкновенных дифференциальных уравнений к более простому виду, исследовать который проще. Более того, для
ряда автономных нелинейных задач удается получить в явном виде формулы, аппроксимирующие численные расче-
ты семейств их периодических решений. Замена численных вычислений их заранее просчитанными формулами ве-
дет к существенной экономии вычислительного времени. Подобные расчеты делались и ранее, однако их точность
была недостаточной, а трудоемкость была весьма велика. Цель: применение метода резонансной нормальной формы
и разработанного для этих целей программного пакета к системам четвертого порядка для повышения скорости вы-
числений. Результаты: показано, что при помощи единого алгоритма возможно изучать уравнения высоких порядков
(четвертого и более). Сравнение табуляции полученных формул с численными решениями соответствующих уравнений
показывает хорошее количественное согласие. К тому же скорость вычислений по заранее подготовленным аппрок-
симирующим формулам на порядки превосходит скорость численных расчетов. Полученные аппроксимирующие при-
ближения успешно применимы и к неустойчивым решениям. Так, в системе Хенона — Хейлеса периодические решения
окружены хаотическими решениями и при численном интегрировании алгоритмы зачастую на них неустойчивы. Практи-
ческая значимость: разработанный подход может быть использован при моделировании физических и биологических
систем.