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Reduction and reconstruction procedure of a family of polynomial Hamiltonians in 1:1:2 and 1:1:-2 resonances
Indexado
WoS WOS:001363263500001
Scopus SCOPUS_ID:85210156366
DOI 10.1080/14689367.2024.2428773
Año 2024
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



We study the dynamics near the origin of a family of autonomous Hamiltonian systems associated with the polynomial function H=1/2(x(2)+X-2)+1/2(y(2)+Y-2)+delta(z(2)+Z(2)) +[alpha(x(4)+y(4)+z(4))+beta(x(2)y(2)+x(2)z(2)+y(2)z(2))]+H-& lowast;, where delta=+/- 1, that is, in 1:1:2 or 1:1: -2 resonance and depending on alpha, beta real parameters, and H-& lowast; is any polynomial function of degree greater than four. The flow of the Hamiltonian vector field is reconstructed using normal forms and applying singular reduction theory, obtaining the reduced Hamiltonian defined on the orbit space. From critical points of the reduced Hamiltonian, we prove the existence of periodic solutions together with their linear stability using the averaging theory for Hamiltonian systems. In fact, in the case of resonance 1:1:2 there are at most seven families of periodic solutions for every energy level h>0, while in the case 1:1: -2 there are at most six families of periodic solutions for every energy level h>0 and one family for every h<0. Moreover, the bifurcations of periodic solutions are characterized in terms of the parameters. Also, we determine KAM 3-tori encasing the linearly stable periodic solutions. For the integrable case ( beta=0), we can apply our analysis. In fact, we get three periodic solutions for delta=1, two periodic solutions for delta=-1 and KAM tori. During the work, we highlight the important differences intrinsic to the resonances 1:1:delta and 1:1: 2 delta on the reduced space with the appropriated symplectic coordinates.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Mathematics, Applied
Mechanics
Physics, Mathematical
Scopus
Computer Science Applications
Mathematics (All)
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Rothen, Yocelyn Perez - Universidad de Aysen - Chile
1 Pérez Rothen, Yocelyn - Universidad de Aysen - Chile
2 VIDAL-DIAZ, CLAUDIO Hombre Universidad del Bío Bío - Chile

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Financiamiento



Fuente
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
Universidad del Bío-Bío
ANID (Chile)
Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo
ANID fellowship (Chile)

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Agradecimientos



Agradecimiento
The first author is partially supported by a ANID fellowship (Chile). Claudio Vidal was partially supported by ANID (Chile) through FONDECYT project 1220628.
The first author is partially supported by a ANID fellowship (Chile). Claudio Vidal was partially supported by ANID (Chile) through FONDECYT project 1220628. This paper is part of Yocelyn P\u00E9rez-Rothen Ph.D. thesis in the Program Doctorado en Matem\u00E1tica Aplicada, Universidad del B\u00EDo-B\u00EDo (Chile).

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