Mathematical Sciences: Transition to Chaos in Multidimensional Hamiltonian Systems
数学科学:多维哈密顿系统中向混沌的转变
基本信息
- 批准号:9623216
- 负责人:
- 金额:$ 7.19万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:1996
- 资助国家:美国
- 起止时间:1996-08-01 至 1999-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
9305847 Meiss The dynamics of four and higher dimensional symplectic mappings is of fundamental importance to understanding stability and chaos in conservative physical systems. In this proposal a combination of numerical and analytical techniques will be used. We propose to determine the domain of existence of invariant tori both by using recursive generation of the Fourier series for the tori, and by continuation of the Cantor sets from the anti-integrable limit. The goal is to develop methods for estimating practical stability boundaries and for investigating the transition to chaotic behavior. Computations will determine the robustness of the tori of various frequency vectors, leading to a generalization of the noble numbers that provide the most robust frequencies in two dimensions. A study of one dimensional, resonant tori will also be undertaken-these may be more persistent than two-tori, and form an important component of the barriers to transport. Transport in four dimensions. will be studied by numerical computation of exit time decompositions for cylinders of various homotopy types. Our goal is the development of a geometrical description of trapping regions and resonance zones and a characterization of the practical stability domain around an elliptic point. New techniques for control of transport will be developed for symplectic systems. All of the fundamental equations of physics are formulated as Hamiltonian dynamical systems. We propose to study the structure of the orbits of these systems with the motivation being to understand the problem of "transport." This is of primary importance in such areas as particle accelerator confinement, chemical reaction rates, fluid mixing, plasma confinement in magnetic fusion devices, asteroid and planetary ring stability, etc. The basic question is: how does a system evolve from one state (e.g. a confined beam in an accelerator), to another (e.g. beam hits the tunnel wall), and how long does this take. Typi cally trajectories must wend their way through exotic structures such as Cantor sets and self-similar fractals, some of which exhibit a remarkable "stickiness", in order to move through the phase space. The construction and visualization of these structures requires careful computer study guided by mathematical insight. A major problem is that the systems of interest correspond to four and higher dimensional spaces--our ordinary three-dimensional intuition fails. In various applications transport is either to be encouraged (speeding up reaction rates) or discouraged (confining particles); we will investigate techniques for accomplishing both tasks. ***
9305847 Meiss 四维及更高维辛映射的动力学对于理解保守物理系统中的稳定性和混沌至关重要。在本提案中,将结合使用数值和分析技术。我们建议通过使用环面的傅里叶级数的递归生成以及通过从反可积极限延续康托集来确定不变环面的存在域。目标是开发估计实际稳定性边界和研究向混沌行为转变的方法。 计算将确定各种频率向量的环面的鲁棒性,从而产生在二维中提供最鲁棒频率的高贵数的概括。 还将对一维共振环面进行研究——它们可能比二维环面更持久,并形成运输障碍的重要组成部分。四个维度的运输。将通过各种同伦类型圆柱体的退出时间分解的数值计算来研究。我们的目标是开发捕获区域和共振区域的几何描述以及椭圆点周围实际稳定域的表征。将为辛系统开发控制传输的新技术。 物理学的所有基本方程都被表述为哈密顿动力系统。我们建议研究这些系统的轨道结构,其动机是理解“运输”问题。这对于粒子加速器约束、化学反应速率、流体混合、磁聚变装置中的等离子体约束、小行星和行星环稳定性等领域至关重要。基本问题是:系统如何从一种状态(例如,加速器中的受限光束)到另一个(例如光束撞击隧道壁),以及这需要多长时间。通常,轨迹必须穿过奇异结构,例如康托集和自相似分形,其中一些表现出显着的“粘性”,以便在相空间中移动。这些结构的构建和可视化需要在数学洞察力的指导下进行仔细的计算机研究。一个主要问题是,感兴趣的系统对应于四个或更高维度的空间——我们普通的三维直觉失败了。在各种应用中,要么鼓励传输(加快反应速率),要么阻止传输(限制颗粒);我们将研究完成这两项任务的技术。 ***
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
James Meiss其他文献
The Dynamical Principles of Storytelling
讲故事的动力原则
- DOI:
10.48550/arxiv.2309.07797 - 发表时间:
2023-09-14 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
I. Doxas;James Meiss;Steven Bottone;Tom Strelich;Andrew Plummer;Adrienne Brel;Simon Dennis;K. Garvin;Michael Klymkowsky - 通讯作者:
Michael Klymkowsky
Narrative as a Dynamical System
叙事作为一个动力系统
- DOI:
10.48550/arxiv.2309.06600 - 发表时间:
2023-09-06 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
I. Doxas;James Meiss;Steven Bottone;Tom Strelich;Andrew Plummer;Adrienne Brel;Simon Dennis;K. Garvin;Michael Klymkowsky - 通讯作者:
Michael Klymkowsky
James Meiss的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('James Meiss', 18)}}的其他基金
The Geometry of Transport in Symplectic and Volume-Preserving Dynamics
辛和保体积动力学中的输运几何
- 批准号:
1812481 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
Continuing Grant
Structure, Transport, and Chaos in Volume-Preserving Dynamics
体积保持动力学中的结构、传输和混沌
- 批准号:
1211350 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
Continuing Grant
Chaos and Bifurcations in Volume-Preserving Dynamics
体积保持动力学中的混沌和分岔
- 批准号:
0707659 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
Continuing Grant
Geometry and Computation of Dynamics for Conservative Systems
保守系统的几何和动力学计算
- 批准号:
0202032 - 财政年份:2002
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
Continuing Grant
Destruction of Chaos and Detection of Order in Multi-dimensional Dynamical Systems
多维动力系统中混沌的破坏和秩序的检测
- 批准号:
9971760 - 财政年份:1999
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
Standard Grant
Vertical Integration of Research and Education in Applied Mathematics
应用数学研究与教育的垂直整合
- 批准号:
9810751 - 财政年份:1999
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
Continuing Grant
Mathematical Sciences: Formation Process and 3-D Dynamics of Vortex Rings
数学科学:涡环的形成过程和 3-D 动力学
- 批准号:
9408697 - 财政年份:1994
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
Continuing Grant
Mathematical Sciences: From Tori to Cantori: Symplectic Mappings
数学科学:从 Tori 到 Cantori:辛映射
- 批准号:
9305847 - 财政年份:1993
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
Continuing Grant
Mathematical Sciences: Graduate Research Traineeship in Applied Mathematics
数学科学:应用数学研究生研究实习
- 批准号:
9256335 - 财政年份:1993
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
Standard Grant
Mathematical Sciences: Transport for Symplectic Mapping
数学科学:辛映射的传输
- 批准号:
9001103 - 财政年份:1990
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
Continuing Grant
相似国自然基金
战略与管理研究类:电气科学与工程学科研究方向与关键词优化
- 批准号:52342702
- 批准年份:2023
- 资助金额:10 万元
- 项目类别:专项基金项目
大样本宽距双星的统计性质及科学应用
- 批准号:12373033
- 批准年份:2023
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
国际应用系统分析研究学会2023暑期青年科学家项目
- 批准号:52311540127
- 批准年份:2023
- 资助金额:4.5 万元
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
国际应用系统分析研究学会2023暑期青年科学家项目
- 批准号:22311540123
- 批准年份:2023
- 资助金额:4.5 万元
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
从电针调节肌-骨内感知平衡机制探索肌骨同治理论科学内涵
- 批准号:82360941
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
相似海外基金
Machine learning of time-series single-cell drug screening to elucidate HIV latency control mechanisms
时间序列单细胞药物筛选的机器学习阐明 HIV 潜伏期控制机制
- 批准号:
10674721 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
Machine learning of time-series single-cell drug screening to elucidate HIV latency control mechanisms
时间序列单细胞药物筛选的机器学习阐明 HIV 潜伏期控制机制
- 批准号:
10402668 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
An Integrated Investigation of the Interaction Between PUFAs and Genetic Variants in Trauma and Critical Care
多不饱和脂肪酸与基因变异在创伤和重症监护中相互作用的综合研究
- 批准号:
10348226 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
A Comprehensive Study on the Alignment of School Mathematics Curriculum in a Transition Period
转型时期学校数学课程衔接的综合研究
- 批准号:
20H00092 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Improving shared decision making in cancer screening
改善癌症筛查的共同决策
- 批准号:
10246459 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 7.19万 - 项目类别: