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PDM 阻尼驱动振子:精确可解性、经典态交叉与自交叉

综合物理 2021-09-01 v1 混沌动力学

摘要

在标准拉格朗日与哈密顿框架下,我们考虑一个位置依赖质量(PDM)经典粒子,在保守谐振子力场 V(x)=12ω2Q(x)x2V\left( x\right) =\frac{1}{2}\omega ^{2}Q\left( x\right) x^{2} 作用下、受 Rayleigh 耗散力场 R(x,x˙)=12bm(x)x˙2\mathcal{R}\left( x,\dot{x}\right) =\frac{1}{2}b\,m\left( x\right) \dot{x}^{2} 影响、并处于外部周期(非自治)力 F(t)=Fcos(Ωt)F\left( t\right) =F_{\circ }\,\cos \left( \Omega t\right) 中,进行阻尼驱动振荡(DDO)运动。其中,坐标形变 Q(x)\sqrt{Q(x)} 与速度形变 m(x)\sqrt{m(x)} 的关联由点正则变换 q(x)=m(x)dx=Q(x)xq\left( x\right) =\int \sqrt{m\left( x\right) }dx=\sqrt{Q\left( x\right) }x 支配。我们用了两个示例:非奇异 PDM-DDO 与幂律 PDM-DDO 模型。我们分析并报告了经典态 {x(t),p(t)}\{x(t),p(t)\} 的交叉。此外,我们观测到并报告:当一个经典态 {xi(t),pi(t)}\{x_{i}(t),p_{i}(t)\} 随时间演化时,它可能在较早和/或较晚的时刻发生自交叉。

关键词

引用

@article{arxiv.2108.13924,
  title  = {PDM damped-driven oscillators: exact solvability, classical states crossings, and self-crossings},
  author = {Omar Mustafa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2108.13924},
  year   = {2021}
}

备注

11 pages, 9 figures