Peter Plaschko, Klaus Brod

Nichtlineare Dynamik, Bifurkation und Chaotische Systeme (eBook, PDF)

• Format: PDF

Produktbeschreibung

Das Buch wendet sich an Leser, die - über die rein computergraphische Darstellung hinaus - an einer analytischen Untersuchung von chaotischen und nichtchaotischen Differenzen- und Differentialgleichungssystemen interessiert sind. Breiter Raum wird der Durchrechnung von Beispielen gegeben. Dargestellt werden zunächst qualitative Methoden als auch solche, die das Auffinden von Attraktoren, Bifurkationen etc. und deren Klassifikation in Abhängigkeit von den Systemparametern gestatten. Der letzte Teil schließlich widmet sich der quantitativen Beschreibung chaotischer Systeme. Dazu werden zuerst die Begriffe Chaos und Fraktal exakt definiert und dann die verschiedenen fraktalen Dimensionen, Lyapunov-Exponenten, Entropien etc. eingeführt und durch Beispiele begründet.

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Produktdetails

• Verlag: Vieweg+Teubner Verlag
• Seitenzahl: 232
• Erscheinungstermin: 13. März 2013
• Deutsch
• ISBN-13: 9783322906991
• Artikelnr.: 53139366

Autorenporträt

Prof. Dr.-Ing. Peter Plaschko lehrt an der Universidad Autónoma Metropolitana, Mexico. Prof. Dr. rer. nat. Klaus Brod an der Fachhochschule Wiesbaden

Inhaltsangabe

1 Einleitung.- 2 Diskrete Systeme.- 2.1 Fixpunkte.- 2.2 Lineare und nichtlineare Abbildungen.- 2.3 Abbildungen mit chaotischem Verhalten.- 2.4 Die Poincaré-Abbildung.- Anhang A (Verallgemeinerte Eigenvektoren und Jordan-Formen).- Aufgaben.- 3 Kontinuierliche dynamische Systeme.- 3.1 Definitionen, Existenz- und Eindeutigkeitssätze.- 3.2 Eigenschaften der Lösungen von gewöhnlichen Differentialgleichungen.- 3.3 Fixpunkte.- 3.4 Hamilton-Systeme.- 3.5 Zentrale Mannigfaltigkeiten.- 3.6 Normalformen.- Aufgaben.- 4 Bifurkationen.- 4.1 Äquivalente und konjugierte dynamische Systeme, strukturelle Stabilität.- 4.2 Verzweigungs-Grundtypen.- 4.3 Die Sattel-Knoten-Bifurkation.- 4.4 Die transkritische Verzweigung.- 4.5 Die Pitchfork-Bifurkation.- 4.6 Die Hopf-Bifurkation.- 4.7 Methode der Projektionen.- 4.8 Stabilität periodischer Lösungen.- Anhang A (Fredholm-Alternative).- Anhang B (Hopf-Bifurkationen in kontinuierlichen Systemen).- Aufgaben.- 5 Asymptotische Methoden.- 5.1 Die Mittelwert-Methode.- 5.2 Beispiele.- 5.3 Schwach nichtlineare Oszillatoren.- 5.4 Die Viel variablen-Methode.- Aufgaben.- 6 Homokline Bifurkationen.- 6.1 Die Standardabbildung.- 6.2 Sattelpunkte flächenerhaltender Abbildungen.- 6.3 Elliptische Fixpunkte flächenerhaltender Abbildungen und KAM-Kurven.- 6.4 Winkel- und Wirkungsvariable.- 6.5 Schwach gestörte Hamilton-Systeme.- 6.6 Das Melnikov-Kriterium.- 6.7 Verallgemeinerungen des Melnikov-Kriteriums.- 6.8 Das Shilnikov-Phänomen.- Aufgaben.- 7 Bifurkationen mit höherer Ko-Dimension.- 7.1 Verallgemeinerung der Grundtypen von Bifurkationen eindimensionaler Systeme.- 7.2 Die Ko-Dimension dynamischer Systeme.- 7.3 Dynamik von Bifurkationen mit Ko-Dimension Zwei.- Anhang A Versale Entfaltung von Matrizen.- Aufgaben.- Quantitative Methoden derBeschreibung nichtlinearer und chaotischer Systeme.- 8.1 Der (Phasen-)Fluß autonomer Vektorfelder.- 8.2 Nicht-autonome dynamische Systeme.- 8.3 Zur Begriffsbildung bei chaotischen Systemen.- 8.4 Der Lyapunov-Exponent.- 8.5 Die Autokorrelationsfunktion.- 8.6 Das Leistungsspektrum.- 8.7 Fraktale Strukturen und Dimensionen.- 8.8 Rekonstruktion eines Attraktors aus einer Zeitreihe.- Aufgaben.- Literatur.- Sachwortverzeichnis.