Continuación de bifurcaciones: Introducción a AUTO
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PCEO Grado en Matemáticas / Grado en Física
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Resumen:
Cuando se estudia una familia de campos de vectores dependiente de un conjunto de parámetros es inevitable enfrentarse a los problemas de bifurcación. Grosso modo, decimos que un punto del espacio de parámetros es un punto de bifurcación si en cualquier entorno de este podemos encontrar campos con dinámicas diferentes. El conjunto de bifurcación adquiere entonces una estructura jerarquizada de puntos, curvas, superficies, etc. En ocasiones, las bifurcaciones pueden ser determinadas explícitamente, pero, en general, los métodos numéricos se convierten en herramientas imprescindibles. Nos referimos a métodos numéricos para la continuación de curvas. En efecto, en un espacio paramétrico p-dimensional, una curva de bifurcación estará caracterizada por un conjunto de p-1 ecuaciones y es en este escenario donde surgen los algoritmos de continuación. En este Trabajo Fin de Grado nos ocuparemos en primer lugar de establecer un mínimo marco teórico en relación con el concepto de bifurcación, incluyendo también algunos casos ilustrativos. Después discutiremos métodos de continuación, esencialmente, el método de pseudo-longitud de arco y sus variantes. En una segunda parte nos convertiremos en usuarios del software AUTO para el estudio de bifurcaciones. Se trata de un paquete desarrollado en los años 90 por Eusebius Doedel y que se ha convertido en una herramienta imprescindible para muchos investigadores interesados en el análisis de bifurcaciones en modelos concretos. Por supuesto, para concluir, nos enfrentaremos al estudio de una familia de campos de vectores específica, que será oportunamente seleccionada.
Cuando se estudia una familia de campos de vectores dependiente de un conjunto de parámetros es inevitable enfrentarse a los problemas de bifurcación. Grosso modo, decimos que un punto del espacio de parámetros es un punto de bifurcación si en cualquier entorno de este podemos encontrar campos con dinámicas diferentes. El conjunto de bifurcación adquiere entonces una estructura jerarquizada de puntos, curvas, superficies, etc. En ocasiones, las bifurcaciones pueden ser determinadas explícitamente, pero, en general, los métodos numéricos se convierten en herramientas imprescindibles. Nos referimos a métodos numéricos para la continuación de curvas. En efecto, en un espacio paramétrico p-dimensional, una curva de bifurcación estará caracterizada por un conjunto de p-1 ecuaciones y es en este escenario donde surgen los algoritmos de continuación. En este Trabajo Fin de Grado nos ocuparemos en primer lugar de establecer un mínimo marco teórico en relación con el concepto de bifurcación, incluyendo también algunos casos ilustrativos. Después discutiremos métodos de continuación, esencialmente, el método de pseudo-longitud de arco y sus variantes. En una segunda parte nos convertiremos en usuarios del software AUTO para el estudio de bifurcaciones. Se trata de un paquete desarrollado en los años 90 por Eusebius Doedel y que se ha convertido en una herramienta imprescindible para muchos investigadores interesados en el análisis de bifurcaciones en modelos concretos. Por supuesto, para concluir, nos enfrentaremos al estudio de una familia de campos de vectores específica, que será oportunamente seleccionada.
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- Trabajos Fin de Grado [2018]