CHAOTIC DYNAMICS OF HUNT MODEL – ARTIFICIALLY CONSTRUCTED FLOW SYSTEM WITH A HYPERBOLIC ATTRACTOR


Cite this article as:

Aidarova Y. S., Kuznetsov S. P. CHAOTIC DYNAMICS OF HUNT MODEL – ARTIFICIALLY CONSTRUCTED FLOW SYSTEM WITH A HYPERBOLIC ATTRACTOR. Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics, 2008, vol. 16, iss. 3, pp. 176-196. DOI: https://doi.org/10.18500/0869-6632-2008-16-3-176-196


We study numerically chaotic behavior associated with the presence of a hyperbolic strange attractor of Plykin type in the model of Hunt, that is an artificially constructed dynamical system with continuous time. There are presented portraits of the attractor, plots of realizations for chaotic signal generated by the system, illustrations of the sensitive dependence on initial conditions for the trajectories on the attractor. Quantitative characteristics of the attractor are estimated, including the Lyapunov exponents and the attractor dimension. We discuss the symbolic dynamics on the attractor, find out and analyze some unstable periodic orbits belonging to the attractor.

DOI: 
10.18500/0869-6632-2008-16-3-176-196
Literature

1. Синай Я.Г. Стохастичность динамических систем // В кн. Нелинейные волны / Ред. А.В. Гапонов–Грехов. М.: Наука, 1979. С. 192.

2. Современные проблемы математики. Фундаментальные направления // Итоги науки и техники. Т. 2 / Под ред. Р.В. Гамкрелидзе. М.: Изд. ВИНИТИ АН СССР, 1985.

3. Eckmann J.-P. and Ruelle D. Ergodic theory of chaos and strange attractors // Rev. Mod. Phys. 1985. Vol. 57. P. 617.

4. Devaney R.L. An Introduction to Chaotic Dynamical Systems. Addison–Wesley, New York, 1989.

5. Shilnikov L. Mathematical Problems of Nonlinear Dynamics: A Tutorial // Int. J. of Bifurcation and Chaos. 1997. Vol. 7, No 9. P. 1353.

6. Каток А.Б., Хасселблат Б. Введение в современную теорию динамических систем. Пер. с англ. М.: Изд. «Факториал», 1999, 768 c.

7. Afraimovich V. and Hsu S.-B. Lectures on chaotic dynamical systems, AMS/IP Studies in Advanced Mathematics, 28, American Mathematical Society, Providence, RI; International Press, Somerville, MA, 2003.

8. Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. М.: Наука, 1984, 432 с.

9. Анищенко В.С. и др. Нелинейные эффекты в хаотических и стохастических системах. Институт Компьютерных исследований. Москва – Ижевск, 2003.

10. Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М.: Наука, 1981, 568 с.

11. Неймарк Ю.И. Метод точечных отображений в теории нелинейных колебаний. М.: Наука, 1972, 472 с.

12. Кузнецов С.П. Динамический хаос. 2-е изд. М.: Физматлит, 2006.

13. Kuznetsov S.P. Example of a Physical System with a Hyperbolic Attractor of the Smale–Williams Type // Phys. Rev. Lett. 2005. Vol. 95. P. 144101.

14. Кузнецов C.П., Селезнев Е.П. Хаотическая динамика в физической системе со странным аттрактором типа Смейла–Вильямса // ЖЭТФ. 2006. Vol. 129, No 2. P. 400.

15. Кузнецов С.П., Сатаев И.Р. Проверка условий гиперболичности хаотического аттрактора в системе связанных неавтономных осцилляторов ван дер Поля // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2006. Т. 14, No 5. C. 3.

16. Kuznetsov S.P. and Sataev I.R. Hyperbolic attractor in a system of coupled non-autonomous van der Pol oscillators: Numerical test for expanding and contracting cones // Physics Letters A. 2007. Vol. 365, No 1–2. P. 97.

17. Isaeva O.B., Jalnine A.Yu. and Kuznetsov S.P. Arnold’s cat map dynamics in a system of coupled nonautonomous van der Pol oscillators // Phys. Rev. E. 2006. Vol. 74. P. 046207.

18. Kuznetsov S.P. and Pikovsky A. Autonomous coupled oscillators with hyperbolic strange attractors // Physica D. 2007. Vol. 232. P. 87. Grants of DFG and RFBR 04-02-04011 and 06-02-16619.

19. Кузнецов А.П., Кузнецов С.П., Пиковский А.С., Тюрюкина Л.В. Хаотическая динамика в системах связанных неавтономных осцилляторов с резонансным и нерезонансным механизмом передачи возбуждения // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2007. Т. 15, No 6. P. 75.

20. Belykh V., Belykh I. and Mosekilde E. The hyperbolic Plykin attractor can exist in neuron models // Int. J. of Bifurcation and Chaos. 2005. Vol. 15, No 11. P. 3567.

21. Hunt T.J. Low Dimensional Dynamics: Bifurcations of Cantori and Realisations of Uniform Hyperbolicity. PhD Thesis, Univ. of Cambridge (2000).

22. Плыкин Р.В. Источники и стоки А-диффеоморфизмов поверхностей // Матем. сб. 1974. Т. 94(136), No 2(6). C. 243.

23. Свешников А.А. Прикладные методы теории случайных функций. М.: Изд-во «Наука», Глав. ред. физ.-мат. лит., 1968.

24. Benettin G., Galgani L., Giorgilli A., Strelcyn J.-M. Lyapunov characteristic exponents for smooth dynamical systems and for Hamiltonian systems: A method for computing all of them. Part I: Theory. Part II: Numerical application. Meccanica, 15,1980,9–30.

Status: 
одобрено к публикации
Short Text (PDF): 
Full Text (PDF): 

BibTeX

@article{Айдарова -IzvVUZ_AND-16-3-176,
author = {Yu. S. Aidarova and Sergey P. Kuznetsov},
title = {CHAOTIC DYNAMICS OF HUNT MODEL – ARTIFICIALLY CONSTRUCTED FLOW SYSTEM WITH A HYPERBOLIC ATTRACTOR},
year = {2008},
journal = {Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics},
volume = {16},number = {3},
url = {https://old-andjournal.sgu.ru/en/articles/chaotic-dynamics-of-hunt-model-artificially-constructed-flow-system-with-hyperbolic},
address = {Саратов},
language = {russian},
doi = {10.18500/0869-6632-2008-16-3-176-196},pages = {176--196},issn = {0869-6632},
keywords = {ХАОТИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА МОДЕЛИ ХАНТА – ИСКУССТВЕННО СКОНСТРУИРОВАННОЙ ПОТОКОВОЙ СИСТЕМЫ С ГИПЕРБОЛИЧЕСКИМ АТТРАКТОРОМ},
abstract = {We study numerically chaotic behavior associated with the presence of a hyperbolic strange attractor of Plykin type in the model of Hunt, that is an artificially constructed dynamical system with continuous time. There are presented portraits of the attractor, plots of realizations for chaotic signal generated by the system, illustrations of the sensitive dependence on initial conditions for the trajectories on the attractor. Quantitative characteristics of the attractor are estimated, including the Lyapunov exponents and the attractor dimension. We discuss the symbolic dynamics on the attractor, find out and analyze some unstable periodic orbits belonging to the attractor. }}