ЭФФЕКТЫ СИНХРОНИЗАЦИИ В ЦЕПОЧКАХ СВЯЗАННЫХ ОСЦИЛЛЯТОРОВ
Рубчинский Л. Л., Сущик М. М., Осипов Г. В.
Институт прикладной физики РАН, 603600 Н. Новгород; *Нижегородский государственный университет, 603600 Н. Новгород
Цепочки связанных осцилляторов
с возрастающими вдоль цепочки собственными частотами интересны
с точки зрения биологии как, например, простые модели тонкого
кишечника млекопитающих или сердечного синусного узла. Настоящая
работа посвящена исследованию различных эффектов синхронизации
в цепочках связанных автогенераторов с линейно возрастающими собственными
частотами. Рассматриваются цепочки, состоящие из различных типов
осцилляторов, демонстрирующих квазигармонические и сильно нелинейные
(в частности, релаксационные) колебания. Синхронизация в неоднородных
по частоте цепочках квазигармонических осцилляторов уже изучалась
ранее. Были описаны режимы кластерной синхронизации (все элементы
цепочки разбиваются на несколько групп - кластеров, внутри которых
все осцилляторы колеблются с одинаковой средней частотой), "осцилляторная
смерть", мультистабильность различных кластерных структур.
Когда колебания перестают быть квазигармоническими, симметрия
задачи, существовавшая в квазигармоническом приближении, пропадает,
распределение амплитуд и стационарных разностей фаз перестает
быть симметричным. Срыв глобальной синхронизации происходит не
в центре цепочки, а ближе к ее низкочастотному концу. Сравнительно
малые отличия от линейного тренда собственных частот осцилляторов
могут существенно влиять на динамику системы. Так слабая модуляция
линейного тренда частот может изменить число и размеры синхронизованных
кластеров (этого же можно добиться и сосредоточенным воздействием
внешними гармоническими силами). Случайное отклонение собственных
частот от линейного тренда изменяет области существования глобальной
синхронизации, кластерных режимов и осцилляторной смерти. Изученные
воздействия отклонений собственных частот и внешних сил на динамику
системы представляют возможности для управления ею.