Nonlinear phenomena in Kuramoto networks with dynamical couplings

Dmitry Kasatkin, Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences, Anastasiia Emelianova, Vladimir Nekorkin, Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences, Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences
2021 Izvestiya VUZ Applied Nonlinear Dynamics  
Аннотация. Цель настоящего исследования -познакомить читателя с одним из эффективных подходов к описанию процессов в адаптивных сетях, построенных в рамках широко известной модели Курамото. Методы. Решение поставленной задачи основано на анализе результатов работ, посвящённых изучению динамики осцилляторных сетей с адаптивными связями. Рассмотрены основные классы моделей динамических связей, используемых при описании адаптивных сетей, проанализированы динамические и структурные эффекты,
more » ... е наличием соответствующего закона адаптации связей. Результаты. Изложены принципы построения моделей адаптивных сетей, основанных на фазовом описании, развитом Курамото. Представленные в обзоре материалы показывают, что система Курамото с динамическими связями демонстрирует широкий набор принципиально новых явлений и режимов. Рассмотренные сети включают известные модели динамических связей, реализующих различные законы адаптации межэлементных взаимодействий в зависимости от состояний элементов, в частности, от их относительной разности фаз. Для каждой модели сети установлен класс возможных решений, а также выявлены общие свойства коллективной динамики, обусловленные наличием адаптивности соединений. Одной из особенностей таких сетей является мультистабильность поведения, определяемая возможностью формирования в сети множества различных кластерных состояний, включая химерные состояния. Установлено, что реализуемый механизм адаптации связей влияет не только на конфигурацию формируемых в сети кластеров, но также на характер фазовых распределений внутри них. Процессы формирования кластеров сопровождаются перестроением топологии взаимодействий, приводящим к образованию иерархических и модульных структур. Заключение. В Заключении кратко резюмируются результаты, приведённые в рамках обзора.
doi:10.18500/0869-6632-2021-29-4-635-675 fatcat:vyadqttzhjcnnjrzicsxs6toaq