Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

Для цитирования:

Романенко Д. В., Гришин С. В. Когерентный резонанс в модифицированной модели Вышкинд – Рабиновича // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2025. Т. 25, вып. 3. С. 295-304. DOI: 10.18500/1817-3020-2025-25-3-295-304, EDN: HPVUSK

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
29.08.2025
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 117)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Радиофизика, электроника, акустика
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
530.182:537.86
DOI: 
10.18500/1817-3020-2025-25-3-295-304
EDN: 
HPVUSK

Когерентный резонанс в модифицированной модели Вышкинд – Рабиновича

Авторы: 
Романенко Дмитрий Владимирович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Гришин Сергей Валерьевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

В работе представлены результаты теоретического исследования явления когерентного резонанса в модифицированной модели Вышкинд – Рабиновича. Данная модель описывает хаотическую динамику трех параметрически взаимодействующих мод, одна из которых (высокочастотная мода) испытывает усиление, а две другие (низкочастотные моды) линейно затухают. Для наблюдения когерентного резонанса один из параметров модифицированной модели Вышкинд – Рабиновича (нелинейный инкремент высокочастотной моды) модулируется шумом, имеющим равномерный спектр в ограниченной полосе частот. Результаты расчета демонстрируют максимум времени автокорреляции огибающей хаотической высокочастотной моды, который наблюдается при оптимальном уровне внешнего шумового воздействия. Предложенный способ получения когерентного резонанса может быть распространен на подавляемые шумом хаотические системы другого типа.

Ключевые слова: 
когерентный резонанс
хаос
спиновые волны
Благодарности: 
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 23-22-00274).
Список источников: 
  1. Pikovsky A., Rosenblum M., Kurths J. Synchronization: A Universal Concept in Nonlinear Sciences. Cambridge : Cambridge University Press, 2001. Vol. 12. xx, 411 p. (Cambridge Nonlinear Science Series). https://doi.org/10.1017/CBO9780511755743
  2. Pikovsky A., Kurths J. Coherence resonance in a noise driven excitable system// Phys. Rev. Lett. 1997. Vol. 78, № 5. P. 775–778. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.78.775
  3. Lindner B., Schimansky-Geier L. Analytical approach to the stochastic FitzHugh-Nagumo system and coherence resonance // Phys. Rev. E. 1999. Vol. 60, № 6. P. 7270–7276. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.60.7270
  4. Lee S. G., Neiman A., Kim S. Coherence resonance in a Hodgkin-Huxley neuron // Phys. Rev. E. 1998. Vol. 57, № 3. P. 3292–3297. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.57.3292
  5. Zhou L. Q., Jia X., Ouyang Q. Experimental and numerical studies of noise-induced coherent patterns in a subexcitable system // Phys. Rev. Lett. 2002. Vol. 88, № 13. Art. 138301. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.88.138301
  6. Dubbeldam J. L. A., Krauskopf B., Lenstra D. Excitability and coherence resonance in lasers with saturable absorber // Phys. Rev. E. 1999. Vol. 60, № 6. P. 6580–6588. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.60.6580
  7. Hizanidis J., Balanov A. G., Amann A., Schöll E. Noise-induced front motion: Signature of a global bifurcation // Phys. Rev. Lett. 2006. Vol. 96, № 24. Art. 244104. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.244104
  8. Han S. K., Yim T. G., Postnov D. E., Sosnovtseva O. V. Interacting coherence resonance oscillators // Phys. Rev. Lett. 1999. Vol. 83, № 9. P. 1771–1774. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.83.1771
  9. Giacomelli G., Giudici M., Balle S., Tredicce J. R. Experimental evidence of coherence resonance in an optical system // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 84, № 15. P. 3298–3301. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.84.3298
  10. Дмитриев Б. С., Жарков Ю. Д., Садовников С. А., Скороходов В. Н., Степанов А. О. Когерентный резонанс в клистронном автогенераторе на пороге самовозбуждения // Письма в ЖТФ. 2011. Т. 37, № 22. С. 86–94.
  11. Palenzuela C., Toral R., Mirasso C. R., Calvo O., Gunton J. D. Coherence resonance in chaotic systems // Europhys. Lett. 2001. Vol. 56, № 3. P. 347–353. https://doi.org/10.1209/epl/i2001-00526-5
  12. Calvo O., Mirasso C. R., Toral R. Coherence resonance in chaotic electronic circuits // Electron. Lett. 2001. Vol. 37, № 17. P. 1062–1063. https://doi.org/10.1049/el:20010735
  13. Liu Z., Lai Y.-C. Coherence resonance in coupled chaotic oscillators // Phys. Rev. Lett. 2001. Vol. 86, № 21. P. 4737–4740. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.86.4737
  14. Неймарк Ю. И., Ланда П. С. Стохастические и хаотические колебания. Изд. 2-е, доп. М. : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. 424 с.
  15. Анищенко В. С., Астахов В. В., Вадивасова Т. Е., Нейман А. Б., Стрелкова Г. И., Шиманский-Гайер Л. Нелинейные эффекты в хаотических и стохастических системах. М. ; Ижевск : Институт компьютерных исследований, 2003. 544 с.
  16. Гришин С. В., Никитов С. А., Романенко Д. В., Худоложкин В. О., Шараевский Ю. П. Генерация одиночных хаотических импульсов в кольцевой автоколебательной системе с ферромагнитной пленкой под внешним шумовым воздействием // Письма в ЖТФ. 2013. Т. 39, № 7. С. 9–18.
  17. Демидов В. Е., Ковшиков Н. Г. Механизм возникновения и стохастизации автомодуляции интенсивных спиновых волн // ЖТФ. 1999. Т. 69, № 8. С. 100–103.
  18. Кузнецов С. П., Тюрюкина Л. В. Сложная динамика и хаос в электронном автогенераторе с насыщением, обеспечиваемым параметрическим распадом // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2018. Т. 26, № 1. С. 33–47. https://doi.org/10.18500/0869-6632-2018-26-1-33-47
  19. Тюрюкина Л. В. Параметрическое взаимодействие колебательных мод в присутствии квадратичной или кубической нелинейности // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2024. Т. 32, № 1. С. 11–30. https://doi.org/10.18500/0869-6632-003082
  20. Комков П. С., Москаленко О. И., Гришин С. В. Генерация темных и светлых импульсов огибающей в двунаправленно связанных параметрических осцилляторах Вышкинд – Рабиновича // Письма в ЖТФ. 2024. Т. 50, № 2. С. 32–35. https://doi.org/10.61011/PJTF.2024.02.56981.19668
  21. Bir A. S., Grishin S. V., Grachev A. A., Moskalenko O. I., Pavlov A. N., Romanenko D. V., Skorokhodov V. N., Nikitov S. A. Direct electric current control of hyperchaotic packets of dissipative dark envelope solitons in a magnonic crystal active ring resonator // Phys. Rev. Appl. 2024. Vol. 21, № 4. Art. 044008. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.21.044008
  22. Вышкинд С. Я., Рабинович М. И. Механизм стохастизации фаз и структура волновой турбулентности в диссипативных средах // ЖЭТФ. 1976. Т. 71, № 2. С. 557–571.
  23. Grishin S. V., Sharaevskii Yu. P., Nikitov S. A., Romanenko D. V. Generation of chaotic microwave pulses in ferromagnetic film ring oscillators under external influence // IEEE Trans. on Magnetics. 2013. Vol. 49, № 3. P. 1047–1054. https://doi.org/10.1109/TMAG.2012.2228634
  24. Патент № 2349027 (РФ). МПК H03K3/84. Способ генерации хаотических радиоимпульсов большой мощности для прямохаотических систем связи : заявл. 25.07.2007 : опубл. 10.03.2009 / Дмитриев Б. С., Жарков Ю. Д., Скороходов В. Н. ; патентообладатель Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского. URL: https://www.freepatent.ru/patents/2349027 (дата обращения: 27.06.2025).
  25. Гришин С. В., Дмитриев Б. С., Жарков Ю. Д., Манышев Р. А., Скороходов В. Н. Генерация хаотических СВЧ импульсов в широкополосных спинволновых и вакуумных генераторах хаоса под внешним периодическим воздействием // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2012. Т. 20, № 5. С. 137–155. https://doi.org/10.18500/0869-6632-2012-20-5-137-155
  26. Никитин Н. Н., Первачев С. В., Разевиг В. Д. О решении на ЦВМ стохастических дифференциальных уравнений следящих систем // Автоматика и телемеханика. 1975. № 4. С. 133–137.
  27. Hammer P., Platt N., Hammel D., Heagy J., Lee B. Experimental observation of on-off intermittency // Phys. Rev. Lett. 1994. Vol. 73, № 8. P. 1095–1098. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.73.1095
  28. Heagy J. F., Platt N., Hammel S. M. Characterization of on-off intermittency // Phys. Rev. E. 1994. Vol. 49, № 2. P. 1140–1150. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.49.1140
  29. Legenstein R., Maass W. Edge of chaos and prediction of computational performance for neural circuit models // Neural Netw. 2007. Vol. 20, iss. 3. P. 323–334. https://doi.org/10.1016/j.neunet.2007.04.017
Поступила в редакцию: 
22.11.2024
Принята к публикации: 
15.05.2025
Опубликована: 
29.08.2025
  • 325 просмотров