Смирнов Валерий Валентинович

    119991, Москва, ул. Косыгина, 4
    vvs@polymer.chph.ras.ru
    ФГБУН Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук

    Публикации:

    Смирнов В. В., Маневич Л. И.
    Подробнее
    We present the complex envelope variable approximation (CEVA) as a useful and compact method for analysis of essentially nonlinear dynamical systems. The basic idea is that the introduction of complex variables, which are analogues of the creation and annihilation operators in quantum mechanics, considerably simplifies the analysis of a number of nonlinear dynamical systems. The first stage of the procedure, in fact, does not require any additional assumptions, except for the proposition of the existence of a single-frequency stationary solution. This allows us to study both the stationary and nonstationary dynamics even in the cases when there are no small parameters in the initial problem. In particular, the CEVA method provides an analysis of nonlinear normal modes and their resonant interactions in discrete systems for a wide range of oscillation amplitudes. The dispersion relations depending on the oscillation amplitudes can be obtained in analytical form for both the conservative and the dissipative nonlinear lattices in the framework of the main-order approximation. In order to analyze the nonstationary dynamical processes, we suggest a new notion — the “slow” Hamiltonian, which allows us to generate the nonstationary equations in the slow time scale. The limiting phase trajectory, the bifurcations of which determine such processes as the energy localization in the nonlinear chains or the escape from the potential well under the action of external forces, can be also analyzed in the CEVA. A number of complex problems were studied earlier in the framework of various modifications of the method, but the accurate formulation of the CEVA with the step-by-step illustration is described here for the first time. In this paper we formulate the CEVA’s formalism and give some nontrivial examples of its application.
    Ключевые слова: nonlinear dynamical systems, asymptotic methods, nonlinear normal modes, limiting phase trajectory, complex envelope approximation
    Цитирование: Смирнов В. В., Маневич Л. И.,  Complex Envelope Variable Approximation in Nonlinear Dynamics, Нелинейная динамика, 2020, Vol. 16, no. 3, с.  491-515
    DOI:10.20537/nd200307
    Смирнов В. В., Ковалева М. А., Маневич Л. И.
    Nonlinear Dynamics of Torsion Lattices
    2018, vol. 14, no. 2, с.  179-193
    Подробнее
    We present an analysis of torsion oscillations in quasi-one-dimensional lattices with periodic potentials of the nearest neighbor interaction. A one-dimensional chain of point dipoles (spins) under an external field and without the latter is the simplest realization of such a system. We obtained dispersion relations for the nonlinear normal modes for a wide range of oscillation amplitudes and wave numbers. The features of the short wavelength part of the spectrum at large-amplitude oscillations are discussed. The problem of localized excitations near the edges of the spectrum is studied by the asymptotic method. We show that the localized oscillations (breathers) appear near the long wavelength edge, while the short wavelength edge of the spectrum contains only dark solitons. The continuum limit of the dynamic equations leads to a generalization of the nonlinear Schrödinger equation and can be considered as a complex representation of the sine-Gordon equation.
    Ключевые слова: essentially nonlinear systems, coupled pendulums, nonlinear normal modes, limiting phase trajectories
    Цитирование: Смирнов В. В., Ковалева М. А., Маневич Л. И.,  Nonlinear Dynamics of Torsion Lattices, Нелинейная динамика, 2018, Vol. 14, no. 2, с.  179-193
    DOI:10.20537/nd180203
    Ковалева М., Смирнов В. В., Маневич Л. И.
    Подробнее
    Представлен анализ нелинейной динамики маятников с гармонической связью без ограничений на амплитуды колебаний. Данная модель является базовой в ряде областей механики и физики (кристаллы парафинов, молекулы ДНК и др.). Получены стационарные решения уравнений движения, соответствующие нелинейным нормальным модам (ННМ). Выявлена инверсия частотных характеристик ННМ при увеличении амплитуды колебаний. В предположении о резонансном взаимодействии ННМ введен медленный масштаб времени, определяющий характерные времена энергообмена между маятниками. Существенно нестационарный процесс полного энергообмена описан в терминах предельных фазовых траекторий (ПФТ), для которых получено эффективное аналитическое представление. Найдены явные выражения пороговых значений безразмерных параметров, соответствующие неустойчивости ННМ и переходу (в параметрическом пространстве) от полного энергообмена между маятниками к локализации энергии. Полученные аналитические результаты подтверждены построением сечений Пуанкаре исходной системы.
    Ключевые слова: существенно нелинейные системы, cвязанные маятники, нелинейные нормальные моды, предельные фазовые траектории
    Цитирование: Ковалева М., Смирнов В. В., Маневич Л. И.,  Стационарная и нестационарная динамика системы двух гармонически связанных маятников, Нелинейная динамика, 2017, т. 13, № 1, с.  105-115
    DOI:10.20537/nd1701007

    Вернуться к списку