Skip to main content
SUPERVISOR
رضا خوش سیر قاضیانی (استاد راهنما) رضا مختاری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maziar Raissi
مازیار رئیسی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده ریاضی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Numerical Continuation of Connecting Orbits of Maps in MATLAB
This thesis can be divided into two main parts. In the first part, we start with a brief introduction to discrete-time dynamical systems and bifurcation theory. Invariant sets such as fixed points and periodic orbits are defined and the notion of stability of invariant sets is introduced. By defining the topological equivalence of dynamical systems, we are equipped with the required settings to introduce the notions of bifurcation and bifurcation diagram. Then the numerical methods for the local bifurcation analysis of discrete-time dynamical systems are discussed. Using Newton like methods, the fixed points of maps are located. By releasing the first parameter these fixed point are continued to attain a curve of fixed points. While continuing these fixed points we search for singularities such as bifurcation and branching points. When a bifurcation point is located a second parameter is released with the aim of continuing and finding co-dimension 2 bifurcations. In the last section of this part, by using MATCONTM toolbox i MATLAB some practical examples are studied and their bifurcations are located, found and continued. The delayed logistic map is analyzed using MATCONT toolbox. Phenomena such as Phase Locking are observed. Neimark-Sacker, Fold and Flip bifurcation curves are computed and plotted. The bifurcation diagram for the delayed logistic map is also drawn. The second part, having a similar structure, starts with the computation of the stable and unstable invariant manifolds and finding their intersections, aiming at locating the connecting orbits. Two algorithms for the computation of Global Invariant Manifolds are introduced and implemented in Matlab. The algorithm for finding the intersections is capable of finding the connecting orbits of maps such as heteroclinic and homoclinic connections. By employing a method called the continuation of invariant suaces, we introduce and implement an algorithm for the continuation of connecting orbits and the computation of Fold bifurcation curve corresponding to the tangency of invariant manifolds. Algorithms for the continuation of connecting orbits are implemented in Matlab. The Jacobian Matrix of the continuation problem defining system is computed symbolically and in details. In the end, once again MATCONTM is utilized to continue the connecting orbits of some well-known maps. In order to find the Limit Point bifurcation of connecting orbits, the second iteration of the Generalized Henon map heteroclinic connections are computed and continued. The Limit Point Bifurcation curve is also computed. Homoclinic connections in Maps such as Generalized Henon, Shear and Ikeda are computed and continued. To find these homoclinic connections we needed to compute the stable and unstable manifolds and find their intersection points.
بسیاری از مسایل فیزیکی، اقتصادی و مالی را می توان در قالب سیستم های دینامیکی زمان-گسسته مدل سازی کرد و سپس به کمک ابزارهای آنالیز انشعاب و روش های عددی به بررسی رفتار دینامیکی آن ها پرداخت. در این پایان نامه، که می توان آن را به دو بخش اساسی تقسیم نمود، در بخش اول ابتدا مقدمه ای بر سیستم های دینامیکی زمان-گسسته و نظریه ی انشعاب را ارایه می دهیم، سپس مختصری درباره ی روش های عددی موجود برای آنالیز انشعاب های موضعی نگاشت ها بحث می کنیم و پس از آن با استفاده از جعبه ابزار MATCONTM در MATLAB انشعاب های موجود در چندین مثال را می یابیم و به امتداد آن ها می پردازیم. در بخش دوم ساختاری شبیه به بخش اول را دنبال می کنیم، با این تفاوت که این بار به انشعاب های سراسری مدارهای متصل کننده می پردازیم. این بخش را با محاسبه ی منیفلدهای پایای پایدار و ناپایدار نقاط ثابت و یافتن نقاط اشتراک آن ها به منظور دستیابی به مدارهای هموکلینیک و هتروکلینیک آغاز می کنیم. سپس با استفاده از تکنیک امتداد زیر فضاهای پایدار به ایجاد و پیاده سازی الگوریتمی برای امتداد مدارهای متصل کننده و محاسبه ی منحنی انشعاب فلد متناظر با مماس شدن منیفلدهای پایدار و ناپایدار می پردازیم. در پایان با استفاده از MATCONTM به امتداد مدارهای هتروکلینیک و هموکلینیک در چندین نگاشت مشهور می پردازیم.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی