Aproximaciones en el análisis de la media cuadrática de equilibrios forzados estocásticamente para sistemas dinámicos no lineales
Autores: Bashkirtseva, Irina
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Aproximaciones en el análisis de la media cuadrática de equilibrios forzados estocásticamente para sistemas dinámicos no lineales
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Aplicaciones
Análisis
Equilibrios
Sistemas no lineales
Ruido multiplicativo
Estabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Motivados por aplicaciones importantes para el análisis de fenómenos complejos inducidos por ruido, consideramos un problema de la descripción constructiva de equilibrios forzados aleatoriamente para sistemas no lineales con ruido multiplicativo. Usando el aparato de los sistemas de primera aproximación, construimos una aproximación de las desviaciones cuadráticas medias que tiene en cuenta explícitamente la presencia de ruidos multiplicativos, dependiendo del estado actual del sistema. Se presenta un criterio espectral de existencia y estabilidad exponencial de los momentos estacionarios de segundo orden para la solución del sistema de primera aproximación. Para la desviación cuadrática media, derivamos una expansión en potencias del pequeño parámetro de intensidad de ruido. Basándonos en esta teoría, derivamos una nueva aproximación más precisa de las desviaciones cuadráticas medias en un sistema no lineal general con ruidos multiplicativos. Esta aproximación se compara con la aproximación ampliamente utilizada basada en la técnica de sensibilidad estocástica. Los resultados matemáticos generales se ilustran con ejemplos del modelo de dinámica climática y del oscilador de Van der Pol con excitación fuerte.
Descripción
Motivados por aplicaciones importantes para el análisis de fenómenos complejos inducidos por ruido, consideramos un problema de la descripción constructiva de equilibrios forzados aleatoriamente para sistemas no lineales con ruido multiplicativo. Usando el aparato de los sistemas de primera aproximación, construimos una aproximación de las desviaciones cuadráticas medias que tiene en cuenta explícitamente la presencia de ruidos multiplicativos, dependiendo del estado actual del sistema. Se presenta un criterio espectral de existencia y estabilidad exponencial de los momentos estacionarios de segundo orden para la solución del sistema de primera aproximación. Para la desviación cuadrática media, derivamos una expansión en potencias del pequeño parámetro de intensidad de ruido. Basándonos en esta teoría, derivamos una nueva aproximación más precisa de las desviaciones cuadráticas medias en un sistema no lineal general con ruidos multiplicativos. Esta aproximación se compara con la aproximación ampliamente utilizada basada en la técnica de sensibilidad estocástica. Los resultados matemáticos generales se ilustran con ejemplos del modelo de dinámica climática y del oscilador de Van der Pol con excitación fuerte.