Transition from chimera/solitary states to traveling waves

We study numerically the spatiotemporal dynamics of a ring network of nonlocally coupled nonlinear oscillators, each represented by a two-dimensional discrete-time model of the classical van der Pol oscillator. It is shown that the discretized oscillator exhibits a richer behavior, combining the peculiarities of both the original system and its own dynamics. Moreover, a large variety of spatiotemporal structures is observed in the network of discrete van der Pol oscillators when the discretization parameter and the coupling strength are varied. Such regimes as the coexistence of multichimera state/traveling wave and solitary state are revealed for the first time and studied in detail. It is established that the majority of the observed chimera/solitary states, including the newly found ones, are transient towards the purely traveling wave mode. The peculiarities of the transition process and the lifetime (transient duration) of the chimera structures and the solitary state are analyzed depending on the system parameters, observation time, initial conditions, and influence of external noise

Transition from complete synchronization to spatio-temporal chaos in coupled chaotic systems with nonhyperbolic and hyperbolic attractors

We study the transition from coherence (complete synchronization) to incoherence (spatio-temporal chaos) in ensembles of nonlocally coupled chaotic maps with nonhyperbolic and hyperbolic attractors. As basic models of a partial element we use the Henon map and the Lozi map. We show that the transition to incoherence in a ring of coupled Henon maps occurs through the appearance of phase and amplitude chimera states. An ensemble of coupled Lozi maps demonstrates the coherence-incoherence transition via solitary states and no chimera states are observed in this case

Deterministic nonlinear systems: a short course

This text is a short yet complete course on nonlinear dynamics of deterministic systems. Conceived as a modular set of 15 concise lectures it reflects the many years of teaching experience by the authors. The lectures treat in turn the fundamental aspects of the theory of dynamical systems, aspects of stability and bifurcations, the theory of deterministic chaos and attractor dimensions, as well as the elements of the theory of Poincare recurrences.Particular attention is paid to the analysis of the generation of periodic, quasiperiodic and chaotic self-sustained oscillations and to the issue of synchronization in such systems.  This book is aimed at graduate students and non-specialist researchers with a background in physics, applied mathematics and engineering wishing to enter this exciting field of research

Repulsive inter-layer coupling induces anti-phase synchronization

This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and AIP Publishing. This article appeared in Shepelev, I. A., Muni, S. S., Schöll, E., & Strelkova, G. I. (2021). Repulsive inter-layer coupling induces anti-phase synchronization. In Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science (Vol. 31, Issue 6, p. 063116). AIP Publishing. https://doi.org/10.1063/5.0054770 and may be found at https://doi.org/10.1063/5.0054770.We present numerical results for the synchronization phenomena in a bilayer network of repulsively coupled 2D lattices of van der Pol oscillators. We consider the cases when the network layers have either different or the same types of intra-layer coupling topology. When the layers are uncoupled, the lattice of van der Pol oscillators with a repulsive interaction typically demonstrates a labyrinth-like pattern, while the lattice with attractively coupled van der Pol oscillators shows a regular spiral wave structure. We reveal for the first time that repulsive inter-layer coupling leads to anti-phase synchronization of spatiotemporal structures for all considered combinations of intra-layer coupling. As a synchronization measure, we use the correlation coefficient between the symmetrical pairs of network nodes, which is always close to −1 in the case of anti-phase synchronization. We also study how the form of synchronous structures depends on the intra-layer coupling strengths when the repulsive inter-layer coupling is varied.DFG, 163436311, Kontrolle selbstorganisierender nichtlinearer Systeme: Theoretische Methoden und Anwendungskonzept

Deterministic Nonlinear SystemsA Short Course /

XIV, 294 p. 172 illus., 2 illus. in color.online

Metabolicheskie osobennosti sindroma polikistoznykh yaichnikov u zhenshchin s normal'noy i izbytochnoy massoy tela

Цель. Оценка тощаковой и стимулированной секреции инсулина во взаимосвязи с динамикой гликемии, кортизолемии и липидемии в ответ на оральную нагрузку глюкозой у женщин с СПКЯ с избыточной и нормальной массой тела; установление значения резистентности и чувствительности к инсулину, состояния функции бета-клеток в интегральном ответе инсулина на стимуляцию глю? козой у женщин с СПКЯ на фоне нормальной и избыточной массы тела; определение значимости избыточной массы тела или особенностей распределения жировой ткани на выраженность метаболических расстройств у женщин с СПКЯ; выявление особенностей атерогенных сдвигов липидов плазмы в зависимости от наличия избыточной массы тела или особенностей её распределения. Материалы и методы. В исследование включены 122 женщины с СПКЯ и 30 сопоставимых здоровых женщин. Критериями включения в исследование было подтверждение диагноза СПКЯ. Проводился расчет суррогатных индексов, позволяющих оценить инсулинорезистентность натощак (ИР), функцию бета-клеток и чувствительность к инсулину на основании опубликованных формул. Обследуемые женщины разделены на 4 группы: 1-я ? здоровые женщины, у которых индекс массы тела (ИМТ) был меньше 25 кг/м2; 2-я ? здоровые с индексом массы тела 25 кг/м2 и более; 3-я ? женщины с СПКЯ и ИМТ до 25 кг/м2; 4-я - СПКЯ и ИМТ более 25 кг/м2. Результаты. худые? женщины с СПКЯ отличались от здоровых женщин достоверным увеличением окружности талии и индекса талия-бедро (ИТБ) при отсутствии различий по массе тела, что является свидетельством тенденции к абдоминальной аккумуляции жира у них, т. е. проявлением метаболического синдрома и связанных с ним нарушений. Полные женщины с СПКЯ отличались от худых? с СПКЯ более высокой тощаковой и стимулированной инсулинемией, увеличением общей продукции инсулина за двухчасовой период ОП Т (по данным площади кривой инсулина) и не различались уровнями пиковой 30-минутной инсулинемии. Полные женщины с СПКЯ отличались от худых? женщин с СПКЯ повышением тощаковой и постнагрузочной гликемии. Выводы. Клинический фенотип СПКЯ с избыточной массой тела характеризовался сочетанием тощаковой ИР, сниженной инсулиночувствительностью (ИЧ), аддитивной гиперинсулинемией и нарушенной утилизацией глюкозы, высоким базальным уровнем кортизола и его супрессией после нагрузки глюкозой, дислипидемией с повышением содержания ХС, ХС ЛПОНП, ХС ЛПНП, тошаковых и постнагрузочных ТГ и снижением уровня ХС ЛПВП. Клинический фенотип СПКЯ с нормальной массой тела характеризовался тенденцией к абдоминальной аккумуляции жира при отсутствии избыточной массы тела, снижением ИЧ и метаболического клиренса глюкозы и повышением уровня двухчасового ОГТТ инсулина и тощаковой глюкозы, базальной гиперкортизолемией и его супрессией на фоне нагрузки глюкозой и дислипидемией в виде снижения уровня ХС ЛПВП