Computation of Normally Hyperbolic Invariant Manifolds
[cat] L’objecte d’estudi dels Sistemes Dinàmics és l’evolució dels sistemes respecte del temps. Per aquesta raó, els Sistemes Dinàmics presenten moltes aplicacions en altres àrees de la Ciència, com ara la Física, Biologia, Economia, etc. i tenen nombroses interaccions amb altres parts de les Matemà...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2014 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de la UB |
| OAI Identifier: | oai:diposit.ub.edu:2445/56844 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2445/56844 http://hdl.handle.net/10803/277215 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Sistemes dinàmics diferenciables Varietats (Matemàtica) Anàlisi numèrica Differentiable dynamical systems Manifolds (Mathematics) Numerical analysis |
| Sumario: | [cat] L’objecte d’estudi dels Sistemes Dinàmics és l’evolució dels sistemes respecte del temps. Per aquesta raó, els Sistemes Dinàmics presenten moltes aplicacions en altres àrees de la Ciència, com ara la Física, Biologia, Economia, etc. i tenen nombroses interaccions amb altres parts de les Matemàtiques. Els objectes invariants organitzen el comportament global d’un sistema dinàmic, els més simples dels quals són els punts fixos i les òrbites periòdiques (així com les seves corresponents varietats invariants). Les Varietats Invariants Normalment Hiperbòliques (NHIM forma abreviada provinent de l’anglès) són alguns d’aquests objectes invariants. Aquests objectes posseeixen la propietat de persistir sota petites pertorbacions del sistema. Les NHIM estan caracteritzades pel fet que les direccions en els punts de la varietat presenten una divisió en components tangent, estable i inestable. L’índex de creixement de les direccions estables (per les quals la iteració endavant del sistema tendeix cap a zero) i inestables (per les quals la iteració enrere del sistema tendeix cap a zero) domina l’índex de creixement de les direccions tangents. La robustesa de les varietats invariants normalment hiperbòliques les fa de gran utilitat a l’hora d’estudiar la dinàmica global. Per aquesta raó, tant la teoria com el càlcul d’aquests objectes sós molt importants per al coneixement general d’un sistema dinàmic. L’objectiu principal d’aquesta tesi és desenvolupar algoritmes eficients pel càlcul de varietats invariants normalment hiperbòliques, donar-ne resultats teòrics rigorosos i implementar-los per a explorar nous fenòmens matemàtics. Per simplicitat, considerarem el problema per a sistemes dinàmics discrets, ja que és ben conegut que el cas discret implica el cas continu usant operadors d’evolució. Considerem així difeomorfismes donats per F : Rm → Rm i un d-tor F-invariant parametritzat per K : Td → Rm. És a dir, existeix un difeomorfisme f : Td → Td (la dinàmica interna) tal que satisfà l’equació F ◦ K = K ◦ f, (0.1) anomenada equació d’invariància. La nostra finalitat és solucionar aquesta equació d’invariància considerant dos possibles escenaris: un en el qual no coneixem quina és la dinàmica interna del tor (on K i f són les nostres incògnites), veure Capítol 4, i un altre en el qual imposem que la dinàmica interna sigui una rotació rígida amb freqüència quasi-periòdica (on K és una incògnita i f és la rotació rígida), pel qual necessitarem, a més a més, afegir un paràmetre ajustador a l’equació (0.1), veure Capítols 2 i 3. En ambdós casos també estarem interessats en el càlcul dels fibrats invariants tangent i normals. |
|---|