| О.В. Холостова. О бифуркациях и устойчивости резонансных периодических движений гамильтоновых систем с одной степенью свободы при вырождении гамильтониана. Нелинейная динамика, 2006, т.2, №1, с. 89-110 | ||||||
- Холостова Ольга
Владимировна
Аннотация
Рассматриваются движения неавтономной периодической по времени гамильтоновой системы с одной степенью свободы, функция Гамильтона которой содержит малый параметр. Начало координат фазового пространства является положением равновесия невозмущенной или полной системы, устойчивым в линейном приближении. Предполагается, что в невозмущенном гамильтониане имеет место вырождение при учете членов не выше четвертой степени (частота малых нелинейных колебаний не зависит от амплитуды) и при этом в системе реализуется один из резонансов до шестого порядка включительно. Для каждого резонансного случая построены модельные гамильтонианы и проведено качественное исследование движений модельной системы. При помощи теории периодических движений Пуанкаре и КАМ-теории дано строгое решение задачи о существовании, бифуркациях и устойчивости периодических движений исходной системы, являющихся аналитическими по дробным (при резонансах до четвертого порядка включительно) или целым (при резонансах пятого и шестого порядков) степеням малого параметра. В качестве приложений исследованы резонансные периодические движения (в случае рассматриваемого вырождения) сферического маятника и волчка Лагранжа с вибрирующей точкой подвеса.
Ключевые слова: гамильтонова система, устойчивость, резонанс, теория периодических движений Пуанкаре, КАМ-теория.
O.V. Kholostova. On bifurcations and stability of resonance periodic motions of hamiltonian systems with one degree of freedom caused by degeneration of the hamiltonian. Rus. J. Nonlin. Dyn., 2006, V.2, №1, p. 89-110
Abstract
Motions of a non-autonomous time-periodic Hamiltonian system with one degree of freedom are considered. The Hamiltonian of the system contains a small parameter. The origin of the phase space is a linearly stable equilibrium of the unperturbed or complete system. It is supposed that the degeneration takes place in the unperturbed system with regard for terms of order less than five (the frequency of small nonlinear oscillations does not depend on the amplitude), and a resonance (up to the sixth order inclusively) occurs. For each resonance case a model Hamiltonian is constructed, and a qualitative investigation of motion of the model system is carried out. Using Poincare's theory of periodic motions and KAM-theory we solve rigorously the problem of existence, bifurcations and stability of periodic motions of the initial system. The motions we study are analytical with respect to fractional (for resonances up to the forth order inclusively) or integer (resonances of fifth and sixth orders) degrees of the small parameter. As an illustration, we analyze resonance periodic motions of a spherical pendulum and a Lagrange top with a vibrating point of suspension in the presence of the degeneration considered.
Keywords: hamiltonian system, stability, resonance, Poincare's theory of periodical motions, KAM-theory.
|
