Séance de cours

Dynamiques non linéaires : orbites homocliniques et bifurcations

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Dans cours

PHYS-460: Nonlinear dynamics, chaos and complex systems

The course provides students with the tools to approach the study of nonlinear systems and chaotic dynamics. Emphasis is given to concrete examples and numerical applications are carried out during the exercise sessions. ...

Description

Cette séance de cours explore le concept d'orbites homocliniques et de bifurcations dans la dynamique non linéaire, en se concentrant sur la stabilité des systèmes et l'émergence de cycles limites. Il explore le comportement complexe des trajectoires autour des points de selle et la sensibilité aux conditions initiales, mettant en évidence la nature complexe des systèmes chaotiques.

Enseignant·e

Paolo Ricci

Paolo Ricci earned his masters degree in nuclear engineering at the Politecnico di Torino, Turin (Italy) in 2000. His doctoral studies were conducted at the Los Alamos National Laboratory, with focus on kinetic simulation of magnetic reconnection in the Earth's magnetotail. He spent two-and-a-half years as a postdoctoral researcher at Dartmouth College's Department of Physics and Astronomy, where he worked on gyrokinetic simulations of the Z pinch. He joined the EPFL's Swiss Plasma Center (SPC), as a EURATOM fellow in 2006, was named Tenure Track Assistant Professor in June 2010, and Associate Professor in August 2016. He is at the head of the SPC theory group. Paolo Ricci is the recipient of the 2016 Section de Physique Teaching Prize and of the 2021 Craie d'Or award from the EPFL physics bachelor students.

Source officielle

Proximité ontologique

Systems science and engineering

Théorie générale des systèmes: Théorie du chaos

Concepts associés (32)

Théorie des bifurcations

La théorie des bifurcations, en mathématiques et en physique est l'étude de certains aspects des systèmes dynamiques. Une bifurcation intervient lorsqu'un petit changement d'un paramètre physique produit un changement majeur dans l'organisation du système. Des exemples classiques d'une bifurcation en sciences pures sont par exemple les rythmes circadiens de populations animales en biologie théorique et les solutions de météo en mathématique et physique non linéaire, en sciences de l'ingénieur il y a aussi le flambage d'une poutre élastique (l'expérience peut être faite avec une règle d'écolier) ou les transitions de phase de matériaux (température critique de bifurcation, concentration critique).

Limit set

In mathematics, especially in the study of dynamical systems, a limit set is the state a dynamical system reaches after an infinite amount of time has passed, by either going forward or backwards in time. Limit sets are important because they can be used to understand the long term behavior of a dynamical system. A system that has reached its limiting set is said to be at equilibrium.

Théorie du chaos

La théorie du chaos est une théorie scientifique rattachée aux mathématiques et à la physique qui étudie le comportement des systèmes dynamiques sensibles aux conditions initiales, un phénomène généralement illustré par l'effet papillon. Dans de nombreux systèmes dynamiques, des modifications infimes des conditions initiales entraînent des évolutions rapidement divergentes, rendant toute prédiction impossible à long terme.

Bifurcation de Hopf

Dans la théorie des bifurcations, une bifurcation de Hopf ou de Poincaré–Andronov–Hopf, des noms de Henri Poincaré, Eberhard Hopf, et Aleksandr Andronov, est une bifurcation locale dans laquelle un point fixe d'un système dynamique perd sa stabilité tandis qu'une paire de valeurs propres complexes conjuguées de la linéarisation autour du point fixe franchissent l'axe imaginaire du plan complexe. Pour un tour d'horizon plus général sur les bifurcations de Hopf et leurs applications notamment en physique et en électronique, voir.

Cycle limite

Dans le domaine des systèmes dynamiques, un cycle limite, ou cycle-limite sur un plan ou une variété bidimensionnelle est une trajectoire fermée dans l'espace des phases, telle qu'au moins une autre trajectoire spirale à l'intérieur lorsque le temps tend vers . Ces comportements s'observent dans certains systèmes non linéaires. Si toutes les trajectoires voisines approchent le cycle limite lorsque t , on parle de cycle limite stable ou attractif. Si en revanche cela se produit lorsque t , on parle de cycle limite instable ou non attractif.

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Séances de cours associées (64)

Topologie des surfaces de Riemann

Couvre la topologie des surfaces de Riemann, en se concentrant sur l'orientation et l'orientabilité.

Formes différentielles sur les collecteurs

Introduit des formes différentielles sur les collecteurs, couvrant les faisceaux tangents et les appariements d'intersection.

Intégration de formes différentielles

Couvre l'intégration de formes différentielles sur des variétés lisses, y compris les concepts de formes fermées et exactes.

Formes harmoniques : théorème principal

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Produit cartésien et induction

Présente le produit cartésien et l'induction pour les épreuves utilisant des entiers et des ensembles.

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