Sierpinski Gasket 上的 Kuramoto 模型 I:调和映射
数学物理
2026-04-21 v2 数值分析
偏微分方程分析
math.MP
数值分析
摘要
受 Sierpinski 砖块 (SG) 上图形逼近的 Kuramoto 模型 (KM) 中吸引子研究的启发,我们重访了由 Strichartz 首次考察的从 SG 到圆面的调和映射 (HM)。我们提供了 Strichartz 定理的几何证明,该定理指出:对于给定的度数和合适的边界条件,从 SG 到圆面存在唯一的 HM。我们将此结果推广至后临界有限 (p.c.f.) 碎片上的 HM。对于 SG 上的连续函数,我们定义一个由任意有限长度整数向量组成的度数。我们证明度数决定了 SG 上以圆面值为目标的等位类。这提供了 SG 上的 Hopf 度数定理的类比。我们进一步分析 HM。我们方法的核心在于原创的覆盖空间构造。通过将 SG 上以圆面值为目标的连续函数提升到覆盖空间上的连续实值函数,我们使用调和延拓算法得到覆盖空间上的调和函数。最终通过将调和函数的定义域限制到基本域并将值域投影到圆面,即可得到所需的 HM。每个覆盖空间为给定等位类的 HM 单独构造,捕捉其内在拓扑结构。我们指出在适当修改后,该方法可适用于 p.c.f. 碎片,这是一大类自相似域。我们通过数值实例说明了从 SG 到圆面的 HM,并讨论了几个代表性 p.c.f. 碎片(包括 3 级 SG、hexagasket 和 pentagasket)的覆盖空间构造。本文结果为后续工作奠定了基础,该工作将完整描述 p.c.f. 碎片上图形逼近的 KM 中的所有吸引子。具体而言,我们证明本文中识别出的所有 HM 都是 KM 的稳定平稳态。
引用
@article{arxiv.2407.16817,
title = {Kuramoto model on Sierpinski Gasket I: Harmonic maps},
author = {Georgi S. Medvedev and Matthew S. Mizuhara},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.16817},
year = {2026}
}
备注
33 pages, 17 figures