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一维无序非线性 stub 晶格中的能量输运与混沌

混沌动力学 2025-11-07 v1 无序系统与神经网络 统计力学 动力系统 计算物理

摘要

我们研究了在存在无序性和非线性的情形下,一维 stub 晶格中的能量传播。对于周期情况,stub 晶格拥有两个分散带由平坦带分隔;然而,我们表明,足够强的无序会填满所有中间带隙。通过映射无序性和非线性的二维参数空间,我们通过数值模拟最初局部化波包识别出三个不同的动力学制动(弱混沌、强混沌和自锁定)。当无序足够强以致关闭频率带隙时,结果与一维无序离散非线性 Schrodinger 方程和 Klein-Gordon 晶格模型的结果非常相似。特别是,在弱混沌和强混沌制动 regimes 中观察到亚扩散扩散,第二矩 m2m_2m2t0.33m_2 \propto t^{0.33}m2t0.5m_2 \propto t^{0.5} 进行尺度化。该系统的混沌行为遵循类似趋势,finite-time 最大 Lyapunov 指数 Λ\LambdaΛt0.25\Lambda \propto t^{-0.25}Λt0.3\Lambda \propto t^{-0.3} 进行衰减。对于中等无序强度,即接近带隙关闭的点,我们发现小频率带隙的存在对扩散行为没有显著影响。我们的发现将非线性无序晶格在弱和强混沌制动 regimes 的特征化扩展到其他网络几何结构中,如 stub 晶格,这是一种代表性的平坦带系统。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.04159,
  title  = {Energy transport and chaos in a one-dimensional disordered nonlinear stub lattice},
  author = {Su Ho Cheong and Arnold Ngapasare and Vassos Achilleos and Georgios Theocharis and Olivier Richoux and Charalampos Skokos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.04159},
  year   = {2025}
}

备注

21 pages, 16 figures