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Frenkel-Kontorova模型是非线性物理学中一类重要的模型.Frenkel-Kontorova模型及其推广形式能十分有效的分析许多物理现象和物理系统.有阻尼和外加驱动的Frenkel-Kontorova模型运动方程如下:
εüj+(ü)j=K(uj+l+uj一l一2uj)一sinuj+r(t),(j=l,2…Ⅳ,Ⅳ∈N)其中ε>0,K>0,且r(t)是—个周期函数,其周期T:2开/ω.
许多关于Frenkel-Kontorova模型的理论研究都是在过阻尼条件下进行的.但是在很多数值模拟中,我们可以发现过阻尼条件是充分的但并不必要.在这篇文章中,我们考虑在阻尼较小而外加驱动项的平均值很大的情况下Frenkel-Kontorova模型的动力性态.
首先研究的是满足周期边界条件的弱阻尼Frenkel-Kontorova模型.我们将证明该系统存在一个不变的限制水平曲线.如果将相空间视为圆柱体,该不变曲线实际上就是一个不变的圆周.我们还将建立振子的平均速度与不变圆周上Poincar6映射的旋转数之间的关系.
我们特别讨论没有耦合项(即K=O)的情况.这时系统即为带阻尼和周期驱动的单摆.除了上述结论成立外,我们还将证明此时系统的不变曲线是整体吸引的.