The Influence of Noise on the Synchronization of Oscillations of Convective Currents
DOI:
https://doi.org/10.17072/1993-0550-2024-4-65-77Keywords:
Soret-driven convection, porous medium, phase reduction, synchronization, noise, circular cumulantAbstract
In this work, we study the Soret-driven convection of a two-component liquid in adjacent rectangular cells of a porous medium heated from below, taking into account the influence of random thermal fluctuations of external conditions. Two cases are considered: a spatially regular heat influx and a spatially irregular heat influx. We obtain stochastic equations for the dynamics of oscillation phases. Within the framework of these phase equations, we study the problem of the degree of synchrony of oscillations of convective currents in coupled cells using circular cumulants.References
Acebrón J. A., Bonilla L. L., C. J. P. Vicente, et al. The Kuramoto model: A simple paradigm for synchronization phenomena // Reviews of Modern Physics. 2005. Vol. 77, № 1. P. 137. URL: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.77.137 (дата обращения: 05.10.2024).
Синхронизация. Фундаментальное нелинейное явление / Пиковский А.C., Розенблюм М.Г., Куртс Ю.М.: Техносфера, 2003. 493 с.
Chemical Oscillations, Waves, and Turbulence / Kuramoto, Y. Dover, New York, 2003. 156 p.
Nakao H. Phase reduction approach to synchronization of nonlinear oscillators // Contemporary Physics. 2016. Vol. 57. P. 188–214. URL: https://doi.org/10.1080/ 00107514.2015.1094987 (дата обращения: 05.10.2024).
Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний / Боголюбов Н.Н., Митропольский Ю.А. М.: Наука, 1974. 503 с
Теория колебаний / Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. М.: Наука, 1981. 918 с.
Тюлькина И.В., Голдобин Д.С. Синхронизация конвективных течений двухкомпонентной жидкости в смежных ячейках пористой среды // Вестник Пермского университета. Физика. 2023. № 2. С. 59–68. URL: https://doi.org/10.17072/1994-3598-2023-2-59-68 (дата обращения: 05.10.2024).
Голдобин Д.С., Любимов Д.В. Термоконцентрационная конвекция бинарной смеси в горизонтальном слое пористой среды при наличии источника тепла или примеси // Журн. Экспериментальной и Теоретической Физики. 2007. Т. 131, № 5. С. 949–956.
Hart J. E. A note on the stability of low-Prandtl-number Hadley circulations // Journal of Fluid Mechanics. 1983. Vol. 132. P. 271–281.
URL: https://doi.org/10.1017/S0022112083001603 (дата обращения: 05.10.2024).
Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости / Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. М.: Наука, 1972. 392 с.
Устойчивость конвективных течений / Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М., Непомнящий А.А. М.: Наука, 1989. 320 с.
Convetion in Porous Media / Nield D. A., Bejan A. New-York: Springer Verlag, 1998. 546 p. URL: https://doi.org/10.1007/978-1-4757-3033-3 (дата обращения: 05.10.2024).
Goldobin D. S., Tyulkina, I. V., Klimenko L. S., Pikovsky A. Collective mode reductions for populations of coupled noisy oscillators // Chaos. 2018. Vol. 28. P. 101101. URL: https://doi.org/10.1063/1.5053576 (дата обращения: 05.10.2024).
Голдобин Д.С., Долматова А.В., Розенблюм М., Пиковский А. Синхронизация в ансамблях Курамото–Сакагучи при конкурирующем влияния общего шума и глобальной связи // Известия вузов. ПНД. 2017. Т. 25, № 6. С. 5–37. URL: https://doi.org/10.18500/0869-6632-2017-25-6-5-37 (дата обращения: 05.10.2024).
Goldobin D. S., Teramae J.-N., Nakao H., Ermentrout G. B. Dynamics of Limit-Cycle Oscillators Subject to General Noise // Physical Review Letters. 2010. Vol. 105. P. 154101. URL: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.105.154101 (дата обращения: 05.10.2024).
Tyulkina I. V., Goldobin D. S., Klimenko L. S., Poperechny I. S., Raikhe Y. L. Collective in-plane magnetization in a two-dimensional XY macrospin system within the framework of generalized Ott–Antonsen theory // Philosophical Transactions: Mathematical, Physical and Engineering Sciences (Series A). 2020. Vol. 378, № 2171. P. 20190259. URL: https://doi.org/10.1098/rsta.2019.0259 (дата обращения: 05.10.2024).
Ott E., Antonsen T. M. Low dimensional behavior of large systems of globally coupled oscillators // Chaos. 2008. Vol. 18. P. 037113. URL: https://doi.org/10.1063/1.2930766 (дата обращения: 05.10.2024).
Bertini L., Giacomin G., Pakdaman K. Dynamical aspects of mean field plane rotators and the Kuramoto model // Journal of Statistical Physics. 2010. Vol. 138. P. 270–290. URL: https://doi.org/10.1007/s10955-009-9908-9 (дата обращения: 05.10.2024).
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Ирина Валерьевна Тюлькина, Денис Сергеевич Голдобин
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Articles are published under license Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).
