Об устойчивости равновесий в псевдоримановом пространстве

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучается устойчивость положений равновесия систем, у которых кинетическая энергия представляет собой псевдориманову метрику на конфигурационном пространстве. Положения равновесия совпадают с критическими точками потенциальной энергии. Для линейной системы с двумя степенями свободы построена диаграмма устойчивости и указаны бифуркации собственных значений. Точки максимума и минимума потенциальной энергии в псевдоевклидовом случае будут неустойчивыми равновесиями. Этот же вывод справедлив и для нелинейных аналитических систем с двумя степенями свободы. Указаны условия устойчивости для многомерных линейных систем в псевдоевклидовом пространстве. В частности, равновесие устойчиво тогда и только тогда, когда линейные уравнения движения приводятся к “натуральной” системе с положительно определённой кинетической энергией и при этом новая потенциальная энергия имеет в положении равновесия строгий минимум. Исследовано влияние диссипативных и гироскопических сил на устойчивость равновесий в псевдоримановом пространстве. Доказана неустойчивость изолированного равновесия при добавлении диссипативных сил с полной диссипацией энергии. Вычислена степень неустойчивости линейных диссипативных систем. Указаны условия устойчивости линейных систем при добавлении больших гироскопических сил. Библиография: 40 названий.

Об авторах

Валерий Васильевич Козлов

Математический институт им. В. А. Стеклова Российской академии наук; Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова

Автор, ответственный за переписку.
Email: vvkozlov@presidium.ras.ru
доктор физико-математических наук, профессор

Список литературы

  1. П. Аппель, Теоретическая механика, т. I, Физматгиз, М., 1960, 515 с.
  2. J. Drach, “Sur l'integration logique des equations de la dynamique à deux variables. Forces conservatives. Integrales cubiques. Mouvements dans le plan”, C. R. Acad. Sci. Paris, 200 (1935), 22–26
  3. А. М. Переломов, Интегрируемые системы классической механики и алгебры Ли, Наука, М., 1990, 240 с.
  4. A. V. Tsiganov, “The Drach superintegrable systems”, J. Phys. A, 33:41 (2000), 7407–7422
  5. Г. Циглер, Основы теории устойчивости конструкций, Мир, М., 1971, 192 с.
  6. В. В. Болотин, Неконсервативные задачи теории упругой устойчивости, Физматгиз, М., 1961, 339 с.
  7. O. N. Kirillov, Nonconservative stability problems of modern physics, De Gruyter Stud. Math. Phys., 14, De Gruyter, Berlin, 2013, xviii+429 pp.
  8. A. J. Bosch, “The factorization of a square matrix into two symmetric matrices”, Amer. Math. Monthly, 93:6 (1986), 462–464
  9. А. С. Эддингтон, Теория относительности, Гостехиздат, М.–Л., 1934, 508 с.
  10. V. Dragovic, M. Radnovic, “Billiards within ellipsoids in the 4-dimensional pseudo-Euclidean spaces”, Regul. Chaotic Dyn., 28:1 (2023), 14–43
  11. А. П. Маркеев, Точка либрации в небесной механике и космодинамике, Наука, М., 1978, 312 с.
  12. Ю. Мозер, Лекции о гамильтоновых системах, Мир, М., 1973, 168 с.
  13. В. В. Козлов, “Линейные системы с квадратичным интегралом”, ПММ, 56:6 (1992), 900–906
  14. В. В. Козлов, А. А. Карапетян, “О степени устойчивости”, Дифференц. уравнения, 41:2 (2005), 186–192
  15. F. Uhlig, “A recurring theorem about pairs of quadratic forms and extensions: a survey”, Linear Algebra Appl., 25 (1979), 219–237
  16. V. V. Kozlov, “Linear Hamiltonian systems: quadratic integrals, singular subspaces and stability”, Regul. Chaotic Dyn., 23:1 (2018), 26–46
  17. Ф. Р. Гантмахер, Теория матриц, 2-е изд., Наука, М., 1966, 576 с.
  18. M. Brunella, “Instability of equilibria in dimension three”, Ann. Inst. Fourier (Grenoble), 48:5 (1998), 1345–1357
  19. J. Souček, V. Souček, “Morse–Sard theorem for real-analytic functions”, Comment. Math. Univ. Carolinae, 13 (1972), 45–51
  20. P. Hagedorn, “Über die Instabilität konservativer Systeme mit gyroskopischen Kräften”, Arch. Ration. Mech. Anal., 58:1 (1975), 1–9
  21. В. П. Паламодов, “Об устойчивости равновесия в потенциальном поле”, Функц. анализ и его прил., 11:4 (1977), 42–55
  22. В. В. Козлов, “Гипотеза о существовании асимптотических движений в классической механике”, Функц. анализ и его прил., 16:4 (1982), 72–73
  23. В. В. Козлов, “Асимптотические движения и проблема обращения теоремы Лагранжа–Дирихле”, ПММ, 50:6 (1986), 928–937
  24. В. В. Козлов, С. Д. Фурта, Асимптотики решений сильно нелинейных систем дифференциальных уравнений, Изд-во Моск. ун-та, М., 1996, 244 с.
  25. А. Н. Кузнецов, “О существовании входящих в особую точку решений автономной системы, обладающей формальным решением”, Функц. анализ и его прил., 23:4 (1989), 63–74
  26. У. Томсон, П. Г. Тэт, Трактат по натуральной философии, Часть I, Ин-т компьютерных исследований, М.–Ижевск, 2010, 572 с.
  27. А. В. Карапетян, В. В. Румянцев, “Устойчивость консервативных и диссипативных систем”, Итоги науки и техн. Общая механика, 6, ВИНИТИ, М., 1983, 3–128
  28. В. В. Козлов, “Неустойчивость равновесия в потенциальном поле с учeтом сил вязкого трения”, ПММ, 45:3 (1981), 570–572
  29. В. В. Козлов, “Гироскопическая стабилизация вырожденных равновесий и топология вещественных алгебраических многообразий”, Докл. РАН, 420:4 (2008), 447–450
  30. В. В. Козлов, “Теорема Кельвина о неустойчивости: топологический смысл и обобщения”, Докл. РАН, 424:2 (2009), 161–164
  31. В. В. Козлов, “Спектральные свойства операторов с полиномиальными инвариантами в вещественных конечномерных пространствах”, I, Дифференциальные уравнения и топология, Сборник статей. К 100-летию со дня рождения академика Льва Семеновича Понтрягина, Труды МИАН, 268, МАИК “Наука/Интерпериодика”, М., 2010, 155–167
  32. S. Bolotin, P. Negrini, “Asymptotic solutions of Lagrangian systems with gyroscopic forces”, NoDEA Nonlinear Differential Equations Appl., 2:4 (1995), 417–444
  33. Н. Н. Красовский, Некоторые задачи теории устойчивости движения, Физматгиз, М., 1959, 211 с.
  34. E. E. Zajac, “The Kelvin–Tait–Chetaev theorem and extentions”, J. Aeronaut. Sci., 11:2 (1964), 46–49
  35. В. В. Козлов, “Замечания о степени неустойчивости”, ПММ, 74:1 (2010), 18–21
  36. В. В. Козлов, “Ограничения квадратичных форм на лагранжевы плоскости, квадратные матричные уравнения и гироскопическая стабилизация”, Функц. анализ и его прил., 39:4 (2005), 32–47
  37. Л. Зигель, Ю. Мозер, Лекции по небесной механике, НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”, М.–Ижевск, 2001, 384 с.
  38. B. Fayad, “Lyapunov unstable elliptic equilibria”, J. Amer. Math. Soc., 36:1 (2023), 81–106
  39. V. V. Kozlov, “Formal stability, stability for most initial conditions and diffusion in analytic systems of differential equations”, Regul. Chaotic Dyn., 28:3 (2023), 251–264
  40. В. В. Козлов, “Неаналитические первые интегралы аналитических систем дифференциальных уравнений в окрестности устойчивых положений равновесия”, Дифференц. уравнения, 59:6 (2023), 843–846

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Козлов В.В., 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).