Chimera states induced by spatially modulated delayed feedback.

Recently, we have presented spatially modulated delayed feedback as a novel mechanism, which generically generates chimera states, remarkable spatiotemporal patterns in which coherence coexists with incoherence [O. E. Omel'chenko et al., Phys. Rev. Lett. 100, 044105 (2008)]. Remarkably, such chimera states serve as a natural link between completely coherent states and completely incoherent states. So far, we have studied this mechanism with a self-consistency-based numerical analysis only. In contrast, in this paper we perform a thorough dynamical description and, in particular, a stability analysis of the emerging chimera states. For this, we apply a recently developed reduction procedure [A. Pikovsky and M. Rosenblum, Phys. Rev. Lett. 101, 264103 (2008)]. By combining analytical and numerical approaches, we systematically describe the relationship between the parameters of the delayed feedback on one hand and the properties of the chimera states on the other hand. We provide the general rules for an effective control and manipulation of the chimera states

Phase chaos and multistability in the discrete Kuramoto model

The paper describes the appearance of a novel, a high-dimensional chaotic regime, called phase chaos, in the discrete Kuramoto model of globally coupled phase oscillators. This type of chaos is observed at small and intermediate values of the coupling strength. It is caused by the nonlinear interaction of the oscillators, while the individual oscillators behave periodically when left uncoupled. For the four-dimensional discrete Kuramoto model we outlined the region of the phase chaos in the parameter plane and distinguished the region where the phase chaos coexists with other periodic attractors, and demonstrate, in addition, that the transition to the phase chaos takes place through the torus destruction scenario.Описано виникнення нового багатовимiрного хаотичного режиму, який називають фазовим хаосом, у дискретнiй моделi Курамото глобально зв’язаних фазових осциляторiв. Цей тип хаосу спостерiгають при малих та середнiх значеннях параметра зв’язку. Вiн спричиняється нелiнiйною взаємодiєю осциляторiв, тодi як поведiнка незв’язаних iндивiдуальних осциляторiв є перiодичною. Для чотиривимiрної дискретної моделi Курамото окреслено область фазового хаосу в площинi параметрiв, видiлено область, де фазовий хаос спiвiснує з iншими перiодичними атракторами, та продемонстровано, що перехiд до фазового хаосу вiдбувається через сценарiй руйнування тора

Stability of periodic clusters in globally coupled maps

The phenomenon of partial synchronization, — or clustering, — in a system of globally coupled C 1 - smooth maps is analyzed. We prove stability of equally populated K-clustered states with period-n temporal dynamics, referred to as PnCK-states. For this, we first obtain formulas giving relation between longitudinal and transverse nultipliers of the in-cluster periodic orbits and then, using these formulas, find exact parameter intervals for the transverse stability. We conclude that typically, for the symmetric PnCK-states, in-cluster stability implies transverse stability. Moreover, transverse stability can take place even if the incluster dynamics is unstable.Проводиться аналiз явища часткової синхронiзацiї, або кластеризацiї, в системi глобально зв’язаних вiдображень гладкостi C 1 . Розглядаються K-кластернi стани з n-перiодичною динамiкою, якi називаються PnCK-станами, i доводиться їх стiйкiсть. Для цього спочатку отримано формули, що пов’язують поздовжнi та трансверсальнi мультиплiкатори кластеризованих перiодичних орбiт, а потiм з допомогою цих формул знайдено точнi межi iнтервалiв для трансверсальної стiйкостi. Зроблено висновок, що для симетричних PnCK-станiв iз стiйкостi всерединi кластера випливає стiйкiсть трансверсальна. Бiльше того, навiть у випадку, коли динамiка всерединi кластера нестiйка, трансверсальна стiйкiсть може мати мiсц

Complicated dynamics of an interacting economic model

We study a N-dimensional dynamical system that presents interacting economic models, the so-called quantity setting oligopoly. Parameter regions of stability of the Nash equilibrium are obtained and the phase diagram for stability of the synchronized motion are investigated. We also consider the problem of cluster formation. In particular, the 2-cluster state is studied extensively. A locally stable Nash equilibrium and quasiperiodic motions are present in this state. The regions of stability and the bifurcations of stable trajectories are investigated and corresponding bifurcation diagram are obtainedВивчається N-вимiрна динамiчна система, яка задає взаємодiючi економiчнi моделi i є так званою кiлькiсною визначаючою олiгополлю. Отримано областi параметрiв стiйкостi рiвноважного стану Неша та вивчено фазову дiаграму стiйкостi синхронного руху. Також розглянуто проблему утворення кластерiв, зокрема, детально вивчено стан з двома кластерами. Цей стан має локально стiйкий рiвноважний стан Неша, а також має мiсце квазiперiодичний рух. Дослiджено областi стiйкостi i бiфуркацiї стiйких траєкторiй i отримано вiдповiдну бiфуркацiйну дiаграму

Modelling the phase synchronization in systems of two and three coupled oscillators

We obtain regions of synchronization of two and three globally coupled oscillators, and describe the main mechanisms and bifurcations through which the systems synchronization is lost.Отримано областi синхронiзацiї двох та трьох глобально зв’язаних осциляторiв. Описано основнi механiзми та бiфуркацiї, через якi втрачається синхронiзацiя в розглянутих системах