弹跳三聚体:随机自推进粒子、混沌与周期运动
混沌动力学
2009-11-13 v1
摘要
三聚体是由三个等间距的厘米级不锈钢珠组成的物体,其行为注定比弹跳球或弹跳二聚体更为丰富。将刚性三聚体放置在电磁振动器的平板上,并根据正弦信号进行垂直振动。记录了在25至100 Hz频率范围内三聚体的水平平移和旋转运动,同时调节激振振幅以使平板的最大加速度达到重力的10倍。检测到了几种模式,例如旋转和纯平移运动。这些模式在确定的平板加速度下出现,且与频率无关。通过记录在固定频率和振幅下两次连续接触之间的时间延迟,构建了弹跳状态的映射图,并与二聚体和弹跳球的映射图进行了比较。实验观察到了周期-2和周期-3轨道。在这些模式中,根据观察,三聚体与平板之间的接触在两次连续跳跃之间是持续的。这种持续性抹去了跳跃之前的记忆。提出了一个模型,可以解释观察到周期-2和周期-3模式的特定加速度值。最后,数值模拟重现了实验结果。由此可以得出结论,珠子与平板之间的摩擦是主要的耗散过程。
引用
@article{arxiv.0808.2936,
title = {Bouncing trimer: a random self-propelled particle, chaos and periodical motions},
author = {S. Dorbolo and F. Ludewig and N. Vandewalle},
journal= {arXiv preprint arXiv:0808.2936},
year = {2009}
}
备注
22 pages, 10 figures