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共振重疊


動力系統中的孤立共振會導致其鄰域中保留環面的顯著變形,但它們不會在系統中引入任何混沌。然而,當同時存在兩個或多個共振時,它們將使系統變為不可積的。此外,如果它們彼此足夠“接近”,它們將導致廣泛(大規模)混沌的出現。

為了研究這個問題,Walker 和 Ford (1969) 採用了可積哈密頓量

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

並研究了新增 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,共振區域是充分分離的。隨著能量增加,這些區域重疊,並出現“宏觀不穩定性區域”。當重疊開始時,許多更高階的共振也參與進來,因此相空間的相當大區域的環面被破壞,隨之而來的混沌是“廣泛的”,因為軌跡現在可以自由地在先前被非共振環面分隔的區域之間遊蕩。

Walker 和 Ford (1969) 能夠數值預測共振重疊首次發生的能量。他們繪製了內部 2:2 和外部 2:3 分離線的 theta_2 軸截距作為總能量的函式。他們發現交叉時的能量與 2:2 和 2:3 共振區開始重疊時的能量相同。


另請參閱

混沌, 共振重疊方法

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參考文獻

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

在 上引用

共振重疊

請引用為

韋斯坦因,埃裡克·W. "共振重疊。" 來自 —— 資源。 https://mathworld.tw/ResonanceOverlap.html

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