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Type: Tese
Title: Sincronização de sistemas mecânicos e a formação do estado de quimera
Author(s)/Inventor(s): Carvalho, Phablo Ramos
Advisor: Savi, Marcelo Amorim
Abstract: O fenômeno da sincronização está presente em diversos sistemas naturais, participando de processos físicos, químicos e biológicos. Esse comportamento coletivo de sistemas dinâmicos apresenta padrões que dependem dos tipos de acoplamento do sistema. Neste trabalho, é investigado o processo de sincronização em um sistema mecânico composto por três populações de osciladores tipo carro-pêndulo conectados entre si. Simulações numéricas permitem avaliar como as condições iniciais e os parâmetros do sistema influenciam na formação de um estado sincronizado e quais tipos de padrão surgem do sistema. A identificação de cada tipo de comportamento é avaliada a partir da série temporal da resposta, definindo o grau de sincronia e permitindo a interpretação sobre a formação do estado de quimera que consiste em um comportamento que combina aspectos do estado sincronizado e dessincronizado. Propõe-se uma análise baseada no fluxo de energia transmitido entre os osciladores para distinguir um estado sincronizado qualquer de um estado dessincronizado e do estado de quimera. A partir da distribuição deste fluxo de energia e a relação com os comportamentos foi proposta uma hipótese para a formação do estado de quimera. A análise da robustez dos padrões dinâmicos mostra a resposta do estado de quimera sob a influência de componentes aleatórios no forçamento e na dissipação que corroboram com a hipótese da energia.
Abstract: The synchronization phenomenon is present in many natural systems, participating of physical, chemical and biological processes. This collective behavior of dynamical systems displays diverse patterns which depends of the coupling kind in the system. The present work investigates the synchronization process in a mechanical system compound of 3 pendulum-charts system coupled. Numerical simulation permit evaluates how initial conditions and the system parameters interfere in the formation of synchronized state and what kinds of synchronized patterns emerge of the system. The identification of each kind of behavior is evaluated from a temporal series response, defining the synchrony degree and permitting the interpretation about the chimera state formation, state which combine aspects of synchronized and desynchronized behaviors simultaneously. An analyze based on the energy flux among the oscillators is proposed to distingue any synchronized state from a desynchronized and the chimera state. Based on this energy flux distribution and its relation with the collective behaviors is proposed a hypothesis for the formation of the chimera state. The analysis of the robustness of dynamical patterns shows the response of the chimera state under the influence of random components in the excitation and dissipation which support the energy hypothesis.
Keywords: Análise não-linear
Sincronização.
Estado de quimera
Subject CNPq: Engenharia Mecânica
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Nov-2020
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Mecânica

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