Symmetric bifurcation analysis of synchronous states of time-delay oscillators networks.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferruzzo Correa, Diego Paolo
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Tese
Idioma: eng
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-29122014-180651/
Resumo: In recent years, there has been increasing interest in studying time-delayed coupled networks of oscillators since these occur in many real life applications. In many cases symmetry, patterns can emerge in these networks; as a consequence, a part of the system might repeat itself, and properties of this symmetric subsystem represent the whole dynamics. In this thesis, an analysis of a second order N-node time-delay fully connected network is made. This study is carried out using symmetry groups. The existence of multiple eigenvalues forced by symmetry is shown, as well as the possibility of uncoupling the linearization at equilibria, into irreducible representations due to the symmetry. The existence of steady-state and Hopf bifurcations in each irreducible representation is also proved. Three different models are used to analyze the network dynamics, namely, the full-phase, the phase, and the phase-difference model. A finite set of frequencies ω is also determined, which might correspond to Hopf bifurcations in each case for critical values of the delay. Although we restrict our attention to second order nodes, the results could be extended to higher order networks provided the time-delay in the connections between nodes remains equal.
id USP_30583d832f5c1e96ad9eff4308ee1190
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-29122014-180651
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Symmetric bifurcation analysis of synchronous states of time-delay oscillators networks.Análise de bifurcações simétricas de estados síncronos em redes de osciladores com atraso de tempo.BifurcaçõesBifurcationsDelay differential equationsEquações diferencias com atrasoGrupo de LieLie groupOscillator networkRede de osciladoresSimetriaSistemas com atraso de tempoSymmetryTime-delay systemIn recent years, there has been increasing interest in studying time-delayed coupled networks of oscillators since these occur in many real life applications. In many cases symmetry, patterns can emerge in these networks; as a consequence, a part of the system might repeat itself, and properties of this symmetric subsystem represent the whole dynamics. In this thesis, an analysis of a second order N-node time-delay fully connected network is made. This study is carried out using symmetry groups. The existence of multiple eigenvalues forced by symmetry is shown, as well as the possibility of uncoupling the linearization at equilibria, into irreducible representations due to the symmetry. The existence of steady-state and Hopf bifurcations in each irreducible representation is also proved. Three different models are used to analyze the network dynamics, namely, the full-phase, the phase, and the phase-difference model. A finite set of frequencies ω is also determined, which might correspond to Hopf bifurcations in each case for critical values of the delay. Although we restrict our attention to second order nodes, the results could be extended to higher order networks provided the time-delay in the connections between nodes remains equal.Nos últimos anos, tem havido um crescente interesse em estudar redes de osciladores acopladas com retardo de tempo uma vez que estes ocorrem em muitas aplicações da vida real. Em muitos casos, simetria e padrões podem surgir nessas redes; em consequência, uma parte do sistema pode repetir-se, e as propriedades deste subsistema simétrico representam a dinâmica da rede toda. Nesta tese é feita uma análise de uma rede de N nós de segunda ordem totalmente conectada com atraso de tempo. Este estudo é realizado utilizando grupos de simetria. É mostrada a existência de múltiplos valores próprios forçados por simetria, bem como a possibilidade de desacoplamento da linearização no equilíbrio, em representações irredutíveis. É também provada a existência de bifurcações de estado estacionário e Hopf em cada representação irredutível. São usados três modelos diferentes para analisar a dinâmica da rede: o modelo de fase completa, o modelo de fase, e o modelo de diferença de fase. É também determinado um conjunto finito de frequências ω, que pode corresponder a bifurcações de Hopf em cada caso, para valores críticos do atraso. Apesar de restringir a nossa atenção para nós de segunda ordem, os resultados podem ser estendido para redes de ordem superior, desde que o tempo de atraso nas conexões entre nós permanece igual.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPiqueira, José Roberto CastilhoFerruzzo Correa, Diego Paolo2014-05-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-29122014-180651/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2016-07-28T16:11:56Zoai:teses.usp.br:tde-29122014-180651Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212016-07-28T16:11:56Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Symmetric bifurcation analysis of synchronous states of time-delay oscillators networks.
Análise de bifurcações simétricas de estados síncronos em redes de osciladores com atraso de tempo.
title Symmetric bifurcation analysis of synchronous states of time-delay oscillators networks.
spellingShingle Symmetric bifurcation analysis of synchronous states of time-delay oscillators networks.
Ferruzzo Correa, Diego Paolo
Bifurcações
Bifurcations
Delay differential equations
Equações diferencias com atraso
Grupo de Lie
Lie group
Oscillator network
Rede de osciladores
Simetria
Sistemas com atraso de tempo
Symmetry
Time-delay system
title_short Symmetric bifurcation analysis of synchronous states of time-delay oscillators networks.
title_full Symmetric bifurcation analysis of synchronous states of time-delay oscillators networks.
title_fullStr Symmetric bifurcation analysis of synchronous states of time-delay oscillators networks.
title_full_unstemmed Symmetric bifurcation analysis of synchronous states of time-delay oscillators networks.
title_sort Symmetric bifurcation analysis of synchronous states of time-delay oscillators networks.
author Ferruzzo Correa, Diego Paolo
author_facet Ferruzzo Correa, Diego Paolo
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Piqueira, José Roberto Castilho
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferruzzo Correa, Diego Paolo
dc.subject.por.fl_str_mv Bifurcações
Bifurcations
Delay differential equations
Equações diferencias com atraso
Grupo de Lie
Lie group
Oscillator network
Rede de osciladores
Simetria
Sistemas com atraso de tempo
Symmetry
Time-delay system
topic Bifurcações
Bifurcations
Delay differential equations
Equações diferencias com atraso
Grupo de Lie
Lie group
Oscillator network
Rede de osciladores
Simetria
Sistemas com atraso de tempo
Symmetry
Time-delay system
description In recent years, there has been increasing interest in studying time-delayed coupled networks of oscillators since these occur in many real life applications. In many cases symmetry, patterns can emerge in these networks; as a consequence, a part of the system might repeat itself, and properties of this symmetric subsystem represent the whole dynamics. In this thesis, an analysis of a second order N-node time-delay fully connected network is made. This study is carried out using symmetry groups. The existence of multiple eigenvalues forced by symmetry is shown, as well as the possibility of uncoupling the linearization at equilibria, into irreducible representations due to the symmetry. The existence of steady-state and Hopf bifurcations in each irreducible representation is also proved. Three different models are used to analyze the network dynamics, namely, the full-phase, the phase, and the phase-difference model. A finite set of frequencies ω is also determined, which might correspond to Hopf bifurcations in each case for critical values of the delay. Although we restrict our attention to second order nodes, the results could be extended to higher order networks provided the time-delay in the connections between nodes remains equal.
publishDate 2014
dc.date.none.fl_str_mv 2014-05-30
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-29122014-180651/
url http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-29122014-180651/
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1809091191290986496