نام پژوهشگر: بهناز رحمانی بلداجی
بهناز رحمانی بلداجی محمدشفیع دهاقین
نظریه معادلات دیفرانسیل دارای سابقه ی طولانی است که با تحقیقات نیوتن آغاز شد. نیوتن قادر به حل مسئله ی دو جسم (حرکت زمین به دور خورشید) گردید و نتیجه این بود که نیروی جاذبه ی گرانش متناسب با عکس مجذور فاصله بین آن هاست. تلاش ریاضی دان ها و فیزیک دان ها برای تعمیم مسئله به سه جسم (خورشید، زمین، ماه) منجر به فهم این نکته شد که حل مسئله ی سه جسم اساساً غیرممکن است. تلاش برای یافتن پاسخ مسئله، زمانی به اوج خود رسید که این سوال مطرح شد: " آیا منظومه ی شمسی پایدار است؟ " در اواخر سال 1800 میلادی شخصی به نام هانری پوانکاره با دید جدیدی به مسئله نگریست و مسئله ی پایداری یا ناپایداری سیستم خورشیدی را مورد توجه قرار داد و امکان بروز آشوب را مطرح ساخت. اما متأسفانه تا قرن بیستم توجه چندانی به مسئله ی آشوب نشد. یکی از ویژگی های اساسی سیستم های آشوبی، حساس بودن آن ها نسبت به شرایط اولیه است در واقع نظریه ی آشوب، مرتبط با سیستم هایی است که دینامیک آن ها نسبت به تغییر مقادیر اولیه، رفتار بسیار حساسی نشان می دهند، به طوری که رفتار آینده ی آن ها دیگر قابل پیش بینی نیست. این سیستم ها از نوع سیستم های دینامیکی غیرخطی هستنند. با کشف کامپیوترهای با سرعت بالا در اواخر دهه 1950 میلادی، دانشمندان توانستند معادلاتی را حل کنند که قبل از آن ممکن نبود و لذا درک و آگاهی در مورد سیستم های غیرخطی افزایش یافت، در نتیجه پیشرفت در سیستم های آشوبی موفقیت های بزرگی را پدید آورد . در سال 1963 ادوارد لورنز با معرفی یک سیستم آب و هوایی آشوبی گام مهمی در این زمینه برداشت . در سال 1999 چن و یوتا دوگان سیستم لورنز را معرفی کردند و در سال 2002 لو و چن سیستمی بین چن و لورنز کشف کردند . بعد از آن افراد دیگری در این زمینه به موفقیت هایی دست یافتند که می توان به سیستم لیو، سیستم جدید شبه لورنز و پن سیستم اشاره کرد. اخیراً تایگان سیستم دینامیکی سه بعدی به نام -t سیستم را که بسیار شبیه به سیستم لورنز است معرفی کرد که در این پایان نامه به بررسی آن می پردازیم . ازجمله مسائلی که آشوب را مورد توجه قرار می دهد نوسانگــرهای غیرخطی و کاربرد آن ها در فیــزیک و علوم مهنــدسی از جمله لیــزر، رادار و رادیــو است. در سال های اخیر آثار تجربی آشوب در سیال ها، مدارهای الکتــرونیکی، نوسانگرهای مکانیــکی و نیمه رساناها بررسی شدند . این پایان نامه شامل 3 فصل است. در فصل اول، ابتدا به بیان تعاریف و مفاهیم مقدماتی مورد نیاز دیگر فصل ها می پردازیم. سپس محک راث - هورویتزرا معرفی می کنیم و در نهایت توضیحات مقدماتی از منیفلد مرکز و فرم نرمال ارائه می دهیم. در فصل دوم، به معرفی سه سیستم دینامیکی می پردازیم. این سیستم ها عبارتند از سیستم لورنز، چن و لو، که این سیستم ها را با توجه به ماتریس خطی سازی شده ی دسته بندی می کنیم. علاوه بر این در هریک از سیستم ها به بررسی نقاط تعادل و شرایط موجود برای داشتن انشعاب هپف یا چنگال می پردازیم. همچنین قضایایی در این زمینه بیان و اثبات می کنیم. در فصل سوم، سیستم جدیدی به نام -t سیستم معرفی می شود که پس از به دست آوردن نقاط تعادل آن به بررسی انشعاب هپف و چنگال می پردازیم و با استفاده از قضیه ی فرم نرمال، مسیر انشعاب هپف و پایداری جواب های منشعب شده از آن را مشخص می کنیم. در فصل دو و سه نتایج عددی را با استفاده از نرم افزار matcont ارائه می دهیم.