Численные и аналитические методы в неголономной механике
В развитии неголономной механики можно выделить два направления, в каждом из которых имеются интересные исследования. Одно из них связано с общим формализмом уравнений динамики, который отличается от лагранжева и гамильтонова метода составления уравнений движения. Исторически ряд ошибок известных математиков, среди которых можно назвать К. Неймана и Э. Линделефа, был связан с некорректностью… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Уравнения движения и методы интегрирования неголономных систем
- 1. Уравнения движения неголономных систем
- 2. Тензорные инварианты и свойства динамических систем
- 2. 1. Тензорные инварианты неголономных систем
- 2. 2. Тензорные инварианты и динамические особенности поведения
- 3. Интегралы и поля симметрии, понижение порядка и интегрируемость
- 3. 1. Поля симметрий и понижение порядка
- 3. 2. Интегрируемость и приводимость
- 1. Тело на плоскости
- 1. 1. Уравнения движения, интегрируемость, иерархия динамики
- 1. 2. Трехмерные точечные отображения в неголопомной механике
- 1. 3. Тело вращения на плоскости (С. А. Чаплыгин [115], П. Аппель [1,127])
- 1. 4. Качение уравновешенного динамически несимметричного шара (шар Чаплыгина [117])
- 1. 5. Качение динамически несимметричного неуравновешенного шара по плоскости
- 1. 6. Произвольное тело с шаровым центральным эллипсоидом инерции
- 1. 7. Качение эллипсоида по плоскости
- 1. 8. Гиростатические обобщения
- 2. Тело на сфере
- 2. 1. Уравнения движения
- 2. 2. Качение тела вращения
- 2. 3. Динамически несимметричный уравновешенный шар на сфере
- 2. 4. Динамически несимметричный неуравновешенный шар на сфере
- 2. 5. Качение тела с плоским участком по сфере
- 2. 6. Качение произвольного тела с шаровым тензором инерции (I = /иЕ, ¡-л = const, Е = ||5ij||) по сфере. ¦ 2.7. Эллипсоид со специальным распределением масс на сфере
- 2. 8. Гиростатические обобщения
- 3. Качение динамически симметричного шара по неподвижной поверхности
- 3. 1. Уравнения движения
- 3. 2. Интегралы движения и инвариантная мера
- 3. 3. Движение шара по поверхности вращения
- 3. 4. Качение шара по поверхностям второго порядка — неголономная задача Якоби
- 3. 5. Движение шара по цилиндрической поверхности
- 1. Постановка задачи и уравнения движеиия
- 2. Переменные Андуайе—Депри и трехмерные отображения Пуанкаре
- 3. Симметрии потока и отображения
- 4. Известные аналитические результаты в динамике кельтского камня
- 5. Численные исследования динамики кельтского камня
Численные и аналитические методы в неголономной механике (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
В настоящее время достигнут большой прогресс в исследовании как интегрируемых, так и неинтегрируемых систем, описываемых уравнениями лагранжевой и гамильтоновой механики. К ним относятся прежде всего конечномерные системы из небесной механики (задача п тел), динамики твердого тела (уравнения Эйлера —Пуассона), вихревой динамики, динамики многочастичных систем и др. Аппарат лагранжевой и гамильтоновой механики существенно связан с тем, что связи, наложенные на систему, являются голономными (интегрируемыми, геометрическими). Если связи не являются интегрируемыми, т. е. не сводятся к некоторым конечным соотношениям между обобщенными координатами, то уравнения движения уже не записываются в форме уравнений Лагранжа и Гамильтона, в них добавляются «члены неголономности», которые приводят к новым интересным динамическим эффектам, систематическому изучению которых и посвящена данная работа. I.
В развитии неголономной механики можно выделить два направления, в каждом из которых имеются интересные исследования. Одно из них связано с общим формализмом уравнений динамики, который отличается от лагранжева и гамильтонова метода составления уравнений движения. Исторически ряд ошибок известных математиков, среди которых можно назвать К. Неймана [ 174] и Э. Линделефа [ 169], был связан с некорректностью применения уравнений Лагранжа при наличии неинтегрируемых связей для описания задачи о качении тела без проскальзывания по горизонтальной плоскости. Окончательное понимание неприменимости уравнений Лагранжа и вариационных принципов в неголономной механике принадлежит Г. Герцу, который обсуждает эти вопросы в своем фундаментальном труде «Принципы механики, изложенные в новой связи» [36]. Именно Г. Герц ввел термины голономные и неголономные связи. Замечания Герца развил А. Пуанкаре [96] в своей • известной работе «Идеи Герца в механике».
Основное отличие неголономной механики от обычной лагранжевой состоит в том, что уравнения связей, записанные через обобщенные координаты ^ и обобщенные скорости ^ в виде.
Мя, 9,0=°" г = 1, ., к, д = (г/1, ., (1) не могут быть представлены в конечном (интегральном) виде задающем ограничения только на обобщенные координаты. В этом случае говорят, что связи являются неинтегрируемыми (дифференциальными). По Герцу [36] они также называются неголоиомными1.
Исторически первой общей формой уравнений неголономной механики следует считать уравнения Феррерса с неопределенными множителями Аь ., А* (1872 г.).
В уравнениях (3) Т — кинетическая энергия, — обобщенные силы, а А., — являются неопределенными множителями, которые, вообще говоря, однозначно восстанавливаются из условий связи /¿-(д, д) = 0. Рассматриваемые в неголономной механике связи, как правило, являются линейными по обобщенным скоростям.
Именно такие связи реализуются в содержательных задачах. Тем не менее, Больцманом и Гамелем был указан несколько искусственный пример нелинейной неголономной связи. Феррерс также исключил неопределенные множители и получил некоторый аналог лагран-жевых уравнений движения [ 156]. Неголономные уравнения изучались также М. В. Остроградским.
Кроме уравнений Феррерса в неголономной механике используются также уравнения Аппеля, Чаплыгина, Маджи, Вольтерра, Больцмана —Гамеля. Все эти формы связаны с различными способами исключения неопределенных множителей. Наиболее полный обзор всевозможных форм уравнений с подробными обсуждениями и примерами приведен в монографии [44]. В этой монографии также строится теория составления уравнений движения для некоторого нового класса задач, которые характеризуются связями высокого порядка.
Второе направление представляет собой исследования, связанные с анализом конкретных неголономных систем, с развитием компьютеров оно приобретает все большее значение. Первые постановки подобных задач восходят к Э. Раусу, С. А. Чаплыгину, П. В. Воронцу, П. Аппелю и Г. К. Суслову, которые нашли замечательные интегрируемые ситуации и дали их аналитическое и качественное описание. Большинство из этих задач связано с качением тел. Кроме нахождения интегрируемых случаев было выполнено множество исследований устойчивости частных решений (как правило, стационарных вращений) для общих, неинтегрируемых, систем. Среди них наиболее известны исследования, связанные с устойчивостью вращений вокруг вертикальной оси так называемого кельтского камня (т. е. тела, характеризующегося несовпадением геометрических и динамиче.
1 Термин голономный происходит от двух греческих слов до ((целый, интегрируемый) и ио^оС, (закон).
3).
4) к ских осей), который демонстрирует удивительную зависимость устойчивости от направления вращения. Наиболее полные аналитические результаты получены здесь Дж. Уол-кером, В. В. Румянцевым, А. В. Карапетяном, И. С. Астаповым, А. П. Маркеевым, М. Паскаль, которые, тем не менее, не решили полностью проблему описания эволюции такой системы (предварительные численные результаты имеются в [168]). До сих пор имеется ряд свойств кельтских камней, не получивших надлежащего теоретического объяснения.
В последние два десятилетия развитие исследований неголономных систем связано с нахождением новых интегрируемых задач, которые принадлежат В. В. Козлову, А. П. Мар-кееву, А. П. и Л. Е. Веселовым, Ю. Н. Федорову, Я. В. Татаринову, а также с компьютерными и качественными исследованиями как в интегрируемых, так и в неинтегрируемых ситуациях.
Укажем также на ряд работ [129, 128, 130, 148], в которых приводятся различные способы записи неголономных систем и методы редукции уравнений при наличии симметрий. В работе [190] предложена почти гамильтонова форма записи уравнений неголономной механики (кососимметричная форма записи без сохранения тождества Якоби), без обсуждения препятствий к гамильтоновости. Один из важных динамических эффектов, препятствующих существованию пуассоновой структуры, связанный с несуществованием инвариантной меры и асимптотическими свойствами был отмечен В. В. Козловым в фундаментальной работе [54].
Укажем здесь па также сравнительно недавние замечательные исследования В. А. Яро-щук [122, 121], обнаружившей новые случаи существования инвариантной меры, а также работы А. В. Карапетяна [47] и В. В. Козлова [64], посвященных вопросу реализации неголономных связей. Эти работы развивают более ранние исследования ККаратеодори [146], который связывал вопрос происхождения неинтегрируемых связей с наличием сил вязкого трения с бесконечно большим коэффициентом вязкости. Относительно других моделей динамики систем с неинтегрируемыми связами — о механике Дирака и вакономной механике можно прочитать в обзорах [ 15, 192]. Отметим также работы Я. В. Татаринова [ 109], в которых рассматриваются вопросы строения интегральных многообразий интегрируемых неголономных систем (в частности для некоторых интегрируемых вариантов задачи Суслова они не являются торами как в гамильтоновом случае), а также введено представление о слабо неголономных системах и методами усреднения исследована их эволюция.
Отметим также вклад в развитие неголономной механики Санкт-Петербургской школы механики, в результате чего многие пеголономные проблемы вошли известный университетский курс теоретической механики [90]. Различные физические и математические аспекты неголономных задач исследованы в работах A.M. Вершика, В. ЯГершковича, С.А. Зег-жды, Н. Н. Поляхова, М. П. Юшкова [91, 92,93,45, 119]. Особо отметим новые результаты о нелинейных неголономных связях, развивающие пример Больцмана—Гамеля, а также о связях высшего порядка, изложенные в монографии [44]. В этой монографии имеется также ряд примеров из робототехники и механики космического полета, которые иллюстрируют важность подобных более общих постановок задач.
С современными достижениями в исследовании устойчивости неголономных систем можно познакомиться по книге [49], более элементарные вопросы разобраны в [86, 101 ].
Укажем также ряд исследований по устойчивости и странным аттракторам, выполненных в Санкт-Петербургской математической школе [73,74,75,89]. Отметим, что в работах Г. А. Леонова проблемы существования странных аттракторов связываются с классическими результатами теории устойчивости, а также обсуждаются методы практического их обнаружения и математического описания.
В данной работе систематически изучаются уравнения движения твердого тела, движущегося по неподвижной поверхности при условии отсутствия проскальзывания в точке контакта. В этом случае уравнения движения являются неголономными, хотя и обладают интегралом энергии (т.е. свойством консервативности). Данная система в зависимости от динамических и геометрических параметров имеет целую иерархию динамического поведения, связанную с наличием (или отсутствием) тензорных законов сохранения (инвариантов). В частности большое значение имеет анализ существования скалярных инвариантов — первых интегралов. Однако, для неголономных систем не менее важное значение имеют другие инварианты — инвариантные меры, поля симметрии, пуассоновы структуры.
Остановимся несколько подробней на структуре диссертации.
В главе I приведены основные формы уравнений движения неголономных систем (применительно к задачам качения) и рассмотрены типичные случаи понижения порядка, связанные с действием различных групп симметрий. Затронуты также общие вопросы явного интегрирования уравнений неголономной механики, которое возможно (в отличие от га-мильтоновой ситуации и теоремы Лиувилля) различными способами. Эта глава в целом носит методический характер, хотя некоторые результаты и являются новыми. Они связаны с исследованием общей формы уравнений динамики в групповых переменных (уравнения типа Пуанкаре—Четаева) и современным способом алгебраического понижения порядка.
В главе II рассматриваются различные упрощенные постановки задачи о движении без проскальзывания твердого тела по неподвижной поверхности, в которых уравнения движения имеют форму, близкую к уравнениям Эйлера —Пуассона (т.е. шесть дифференциальных уравнений, обладающих интегралом энергии и геометрическим интегралом). К ним относятся системы, описывающие произвольное твердое тело, катящееся без проскальзывания по плоскости и сфере, а также описывающие качение динамически симметричного шара по произвольной (фиксированной) поверхности. В этой главе указаны новые случаи существования тензорных инвариантов: первых интегралов, инвариантных мер. полей симметрий, пуассоновых структур (найденные с использованием аналитических и компьютерных методов). Вместе с результатами классиков (С.А.Чаплыгин, П. В. Воронец и др.) эти результаты представлены в виде нескольких таблиц, иллюстрирующих иерархию динамического поведения.
В главе III более подробно изучена наиболее сложная ситуация — полного отсутствия дополнительных тензорных инвариантов — в динамике твердого тела на плоскости. Такая ситуация типична для кельтских камней, характеризующихся несовпадением в точке контакта геометрических и динамических осей. В этой главе описаны наиболее важные аналитические результаты по устойчивости вертикальных вращений, начиная с результатов Дж. Уолкера, впервые заметившего асимптотический характер устойчивости в такой системе. С помощью методов компьютерного анализа с привлечением общих теорем современной теории динамических систем для динамики кельтского камня установлено существование сложных стохастических движений, в которых хаотически чередуются вертикальные вращения и горизонтальные колебания. Оказалось, что такие движения связаны с появлением в фазовом пространстве трехмерного точечного отображения Пуанкаре странных аттракторов, аналогичных хорошо известному аттрактору Лоренца. Полученные результаты позволяют более полно изучить глобальную динамику кельтского камня.
В приложениях собраны результаты автора о новых интегрируемых случаях в динамике обобщенных цепочек Тоды, в динамике твердого тела, имеющего полости, заполненные вихревой идеальной жидкостью (уравнения Пуанкаре—Жуковского), в искривленной небесной механике. Рассмотрена также новая задача о плоском циркуляционном движении твердого тела в жидкости, взаимодействующего с точечными вихрями, для которой указана нетривиальная пуассонова структура и один случай интегрируемости. Разобраны также результаты численных экспериментов для классической интегрируемой задачи о качении по плоскости шара Чаплыгина, позволяющие указать негамильтонов характер этой задачи. Несмотря на интегрируемость в этом случае имеется различие в периодах движения по различным траекториям, лежащим на резонансном торе, приводящее к явлению слабого перемешивания и к отсутствию глобальной приводимости к гамильтонову виду.
Основные результаты диссертации опубликованы в работах [13, 16, 17, 18, 19, 21, 27, 76,77,79, 133, 134, 141, 143, 172].
Результаты исследования, для случая качения тела по плоскости, собраны в таблице 1. Следующие пункты, по-существу, представляют собой комментарии к этой таблице.
Заключение
.
Сформулируем основные результаты диссертации.
1. С использованием современных методов качественного и компьютерного анализа получены новые интегралы движения для задач о качении твердого тела по плоскости и сфере и задачи Рауса о качении симметричного шара по произвольной поверхности. Рассмотрены различные гироскопические обобщения.
2. Указаны случаи существования у данных задач различных тензорных инвариантов, отличных от первых интегралов. Эти результаты позволяют говорить об иерархии динамики неголономных систем.
3. Компьютерными методами с использованием общих аналитических соображений показано наличие сложных стохастических движений в динамике кельтских камней, связанных с существованием странного аттрактора.
4. Выполнен качественный анализ задачи о движении симметричного шара по поверхности произвольного цилиндра (задача Штюблера).
5. Для интегрируемой задачи о движении шара Чаплыгина указаны новые препятствия к гамильтоновости, связанные с «неравномерностью» движения по резонансным инвариантным торам.
6. Решен вопрос о полной классификации интегрируемых по Биркгофу обобщенных цепочек Тоды.
7. Указан новый интегрируемый случай для уравнений Пуанкаре—Жуковского (на 50(4)) с интегралом 4-й степени.
8. Найдены новые интегрируемые задачи на двумерной сфере, имеющие отношение к небесной механике постоянной кривизны.
9. Указана пуассонова структура и новый интегрируемый случай в задаче о взаимодействии системы точечных вихрей и кругового цилиндра с циркуляционным обтеканием в безграничном объеме идеальной жидкости.
10. Систематизированы различные формы уравнений неголономной механики и разобраны наиболее интересные способы понижения порядка.
Список литературы
- Аппель П. Теоретическая механика. В 2-х т., М., Физматгиз, 1960, 515 с., 487 с. Пер. с франц.: Appell P. Traite de mecanique rationnelle. Paris, Gauthier—Villars, ed. 4-th, v. 1, 1919, 619 p.- v. 2, 1924,575 p.
- Арнольд В. И, Козлов B. B, Нейштадт А. И. Математические аспекты классической и небесной механики. Совр. пробл. матем. Фундаментальные направления, М.: ВИНИТИ, 1985, т. 3, 304 с.
- Арнольд В. И. Математические методы классической механики. М.: Наука. 1991.
- Астапов И. С. Об устойчивости вращения кельтского камня. Вести. МГУ, сер. 1, мат., механ. 1980, № 2, с. 97−100.
- Афонин А. А., Козлов В. В. Задача о падении диска, движущегося по горизонтальной плоскости. Изв. РАН, Мех. тв. тела, 1997, № 1, с. 7—13.
- Бобылев Д. К. О шаре с гироскопом внутри, катящемся по горизонтальной плоскости без скольжения. Мат. сборник, 1882, т. 16, вып. 3, с. 544—581.
- Богоявленский О. И. Опрокидывающиеся солитоны. Нелинейные интегрируемые уравнения. М.: Наука, 1991,320 с.
- Богоявленский О. И. Интегрируемые случаи динамики твердого тела и интегрируемые системы на сферах Sn. Изв. АН СССР, сер. мат., т. 49, 1985, № 5, с. 899−915.
- Борисов A.B. Необходимые и достаточные условия интегрируемости уравнений Кирхгофа, Reg. & Chaot. Dyn., 1996, v. 1, № 2, p. 61—73.
- Борисов А. В., Емельянов К. В. Неинтегрируемость и стохастичность в динамике твердого тела. Ижевск, Изд-во Удм. ун-та, 1995.
- Борисов А. В., Мамаев И. С. Пуассоновы структуры и алгебры Ли в гамильто-новой механике. Ижевск: Изд.-во РХД, 1999,464 с.
- Борисов А. В., Мамаев И. С. Динамика твердого тела. М.-Иж.: РХД, 2001,384 с.
- Борисов А. В., Мамаев И. С. Гамильтоновость задачи Чаплыгина о качении шара. Матем. заметки, 2001, т. 70, № 5, с. 793−795.
- Борисов A.B., Мамаев И. С. (ред.) Неголономные динамические системы. Интегрируемость. Хаос. Странные аттракторы./Сборник статей. — Москва-Ижевск: Институт компьютерных иследований, 2002, 324 стр.
- Борисов А. В., Мамаев И. С. Скобки Дирака в геометрии и механике. В кн. Дирак П. Лекции по теоретической физике. Ижевск, 2001,230 с.
- Борисов A.B., Мамаев И. С. Странные аттракторы в динамике кельтских камней. Успехи физ. наук, 2003, т. 173, № 4, с. 407—418.
- Борисов A.B., Мамаев И. С. Случай Гесса в динамике твердого тела. ПММ, 2003, v. 67, № 2, с. 256−265.
- Борисов A.B., Мамаев И. С. Случай Горячева—Чаплыгина на so(4) и его обобщения. Мат. заметки, 2004, т. 75, вып. 1, с. 20—23.
- Борисов А. В., Мамаев И. С. Современные методы теории интегрируемых систем, Москва-Ижевск, Институт компьютерных исследований, 2003, 296 с.
- Борисов A.B., Мамаев И. С. Препятствие к гамильтоновости неголономных систем. Докл. РАН, 2002, т. 387, № 6, с. 764−766.
- Борисов A.B., Мамаев И. С. Обобщенная задача двух и четырех ньютоновских центров. В сб. «Классическая динамика в неевклидовых пространствах». Науч. ред. А. В. Борисов, И. С. Мамаев. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2004, с. 183−194.
- Борисов A.B., Мамаев И. С. Системы на сфере с избыточным набором интегралов. В сб. «Классическая динамика в неевклидовых пространствах». Науч. ред. А. В. Борисов, И. С. Мамаев. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2004, с. 167−182.
- Борисов A.B., Мамаев И. С., Килин A.A. Новый интеграл в задаче о качении шара по произвольному эллипсоиду. JXоклады РАН, 2002, т. 385, № 3, с. 338—341.
- Борисов А. В., Федоров Ю. Н. О двух видоизмененных интегрируемых задачах динамики. Вестник МГУ, сер. мат. мех., 1995, № 6, с. 102—105.
- Буров А. А., Карапетян А. В. О несуществовании дополнительного интеграла в задаче о движении тяжелого твердого эллипсоида по гладкой плоскости. Прикл. Мат. Мех., 1985, т. 49, № 3, с. 501−503.
- Бычков Ю. П. О катании твердого тела по неподвижной поверхности. ПММ, 1965, т. 29, вып. 3, с. 573−583.
- Вагнер В. Геометрическая интерпретация движения неголономных динамических систем. Труды семинара по векторному и тензорному анализу, 1941, вып. 5, с. 301−327.
- Вершик A.M., Гершкович В. Я. Неголономные динамические системы. Геометрия распределений и вариационные задачи. ВИНИТИ, 1987, Итоги науки и техники: Фундаментальные направления, т. 16, с. 5—85.
- Билля А. Теория вихрей. ОНТИ, M.-J1. 1936. Пер. с фр. Villat H. Lecons sur la theoriedes tourbillions. Gauthier-Villars. 1930.
- Воронец П. В. К задаче о движении твердого тела, катящегося без скольжения по данной поверхности под действием данных сил. Универ. Извест. Уни-версит. св. Владимира, 1909, с. 1 — 11.
- Герц Г. Принципы механики, изложенные в новой связи. М.: Изд-во АН СССР, 1959, 386 стр. Пер. с нем.: Hertz H. Die Prinzipien der Mechanik in neuem Zusammenhange dargestellt. Ges. Werke, Bd. 3, Leipzig, Barth., 1910,3129.
- Грановский Я. И., Жеданов А. С., Луценко И. М. Квадратичные алгебры и динамика в искривленном пространстве. I. Осциллятор- II. Проблема Кеплера. Те-ор. и мат. физ., 1992, т. 91, № 2, с. 207−216- № 3, с. 396−410.
- Гриффите П. А. Внешние дифференциальные системы и вариационное исчисление. М.: Мир, 1986.
- Демидович Б. П. Лекции по математической теории устойчивости. М.: Наука, 1967.
- Дерябин М. В. Об инвариантной мере в задаче о качении симметричного шара по поверхности. Прикл. мат. и мех., 2003, т. 67, вып. 3, с. 384—389.
- Добронравов В. В. Основы механики неголономных систем. М.: Высшая школа, 1970,271 с.
- Емельянов К. В. К вопросу о классификации интегрируемых по Биркгофу систем с потенциалом экспоненциального вида. Мат. заметки. 2002. т. 67, вып. 5, с. 797−800.
- Жуковский Н. Е. О гироскопическом шаре Д. Н. Бобылева. Труды отд. физич. наук Общ. люб. естествознания, 1893, т. VI, 1893, вып. 1, с. 11 — 17.
- ЗегждаС.А., Солтаханов Ш. Х., ЮшковМ.П. Уравнения двиоюения неголономных систем и вариационные принципы механики. Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2002,272с.
- ЗегждаС.А. Применение обобщенного оператора Лагранлса при неголономных связях высокого порядка. Вестник Санкт-Петербургского университета, Сер. 1, 1998, № 8, Вып.2, с. 76−77.
- Карапетян А. В. Бифуркация Хопфа в задаче о движении тяжелого твердого тела по шероховатой плоскости. Изв. АН СССР, мех. тв. тела, 1985, № 2, с. 19−24.
- Карапетян А. В. О реализации неголономных связей силами вязкого трения и устойчивость кельтских камней. ПММ, 1981, т. 45, вып. 1, с. 42—51.
- Карапетян А. В. Семейства перманентных вращений трехосного эллипсоида на шероховатой горизонтальной плоскости и их ветвления, в сб. Актуальные проблемы классической и небесной механики, под ред. С. Д. Фурты, 1998, с. 46−51.
- Карапетян А. В. Устойчивость стационарных движений, УРСС, 1998, 150 с.
- Кирхгоф Г. Механика. Лекции по математической физике. М.: АН СССР, 1962. Пер. с нем. Kirchhoff G. Vorlesungen uber mathematische Physik. Mechanik, Leipzig. 1874.
- Козлов В. В., Трещев Д. В. Полиномиальные интегралы гамильтоновых систем с экспоненциальным взаимодействием. Изв. АН СССР, Сер. матем., 1989, т. 51, № 3, с. 537−556.
- Козлов В. В., Трещев Д. В. Числа Ковалевской обобщенных цепочек Тоды. Мат. заметки, 1989, т. 46, № 5, с. 17−28.
- Козлов В. В. Некоторые интегрируемые обобщения задачи Якоби о геодезических на эллипсоиде. Прикл. мат. и мех., 1995, т. 59, вып. 1, с. 3—9.
- Козлов В. В. К теории интегрирования уравнений неголономной механики. Успехи механики. 1985. т. 8. № 3. с. 85—101. (См. статью 14 в сборнике под ред. А. В. Борисова, И. С. Мамаева «Неголоиомные динамические системы», М.-Иж.: ИКИ, 2001).
- Козлов В. В .Диффузия в системах с интегральным инвариантом на торе. Доклады РАН, 2001, т. 381, № 64, с. 390−393.
- Козлов В. В., Федоров Ю. Н. Интегрируемые системы на сфере с потенциалом упругого взаимодействия. Мат. заметки, т. 56, 1994, вып. 3, с. 74—79.
- Козлов В. В., Онищенко Д. А. Неинтегрируемость уравнений Кирхгофа. Докл. АН СССР, 1982, т. 266, № 6, с. 1298−1300.
- Козлов В. В. Некоторые интегрируемые обобщения задачи Якоби о геодезических на эллипсоиде. Прикл. Мат. Мех., 1995, т. 59, вып. 1, с. 3—9.
- Козлов В. В. Симметрии, топология и резонансы в гамильтоновой механике. Ижевск: Изд-во Удм. ун-та, 1995.
- Козлов В. В. Интегрируемые случаи задачи о движении точки по трехмерной сфере в силовом поле с потенциалом четвертой степени. Вестник МГУ, сер. мат. мех., 1985, № 3, с. 93−95.
- Козлов В. В. Методы качественного анализа в динамике твердого тела. Ижевск: РХД, 2000, 256 с.
- Козлов В. В. О существовании интегрального инварианта гладких динами че-ских систем. ПММ, 1987, т. 51, вып. 4, с. 538—546.
- Козлов В. В. Тепловое равновесие по Гиббсу и Пуанкаре. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002,320 стр.
- Козлов В. В. О реализации неинтегрируемых связей в классической механике. ДАН СССР, 1983, т. 272, № 3.
- Козлов В. В., Колесников Н. Н. О теоремах динамики. ПММ, 1978, т. 42, вып. 1, с. 28−33.
- Колесников С. Н. О качении диска по горизонтальной плоскости. Вестник МГУ. Мат. мех., 1985, № 2, с. 55−60.
- Колесников С.Н. Некоторые задачи механики о качении твердых тел. Дисс. на соискание уч. ст. к. ф.-м.и. Москва, МГУ им. М. В. Ломоносова, 1988. 88 с.
- Колмогоров А. Н. О динамических системах с интегральным инвариантом на торе. ДАН СССР, т. 93, 1953, № 5, с. 763−766.
- Кулешов A.C. О стационарных качениях диска по шероховатой плоскости. ПММ, 2001, т. 65, вып. 1, с. 173−175.
- Кулешов A.C. Об обобщенном интеграле Чаплыгина. Вестн. молодых ученых, СПб, Прикл. мат. и мех., 2000, № 4, с. 26−30.
- Ламб Г. Гидродинамика. ОГИЗ, Гостехиздат. 1947. Пер. с анг. Lamb Н. Hydrodynamics, Ed. 6-th., N. Y. Dover publ. 1945.
- Ландау Л.Д., Лифшиц М. Е. Курс теоретической физики. Т. 1. Механика. М.: Наука, 1973.
- Леонов Г. А. Глобальная устойчивость двумерных систем управления угловой ориентацией. ПММ, 2000, т.64, вып.5.
- Леонов Г. А. Оценки аттракторов и существование гомоклинических орбит в системе Лоренца. ПММ, 2001, т.65, вып. 1.
- Леонов Г. А. Странные аттракторы и классическая теория устойчивости движения. СПб, Издательство Санкт-Петербургского университета, 2004, 144с.
- Мамаев И. С. Обобщенная задача Эйлера в пространствах постоянной кривизны. Труды IX международного семинара «Гравитационная энергия и гравитационные волны», Дубна, 1996, Р2−97−401, с. 75−78.
- Мамаев И.С., Килин A.A. Точки либрации в ограниченной задаче трех тел на S2. В сб. Известия института математики и информатики, Ижевск, 1998 вып. 1, стр. 61—66.
- Мамаев И. С. Переход к хаосу в уравнениях Эйлера—Пуассона. В сб. Устойчивость, управление и динамика твердого тела, 8 Международная конференция, Донецк, 2002, с. 70−71.
- Мамаев И. С. Две интегрируемые системы на двумерной сфере. Доклады РАН, т. 48, № 3, 2003, с.338−340.
- Маркеев А. П. Динамика тела, соприкасающегося с твердой поверхностью. М.: Наука, 1992,336 с.
- Маркеев А. П. О динамике твердого тела на абсолютно шероховатой плоскости. Прикл. мат. и мехаи., 1983, т. 47, вып. 4, С. 575—582.
- Маркеев А. П. Об интегрируемости задачи о качении uiapa с многосвязной полостью, заполненной идеальной жидкостью. Изв. АН СССР, механика твердого тела, 1985, № 1, с. 64−65.
- Маркеев А. П. Теоретическая механика. Изд. 2-е. Ижевск, Изд-во РХД, 1999, 570 с.
- Маркеев А. П. Качественные анализ движения тяжелого тела вращения на абсолютно шероховатой плоскости. ПММ, 1988, т. 52, вып. 2, с. 203—210.
- Маркеев А. П. Точки либрации в небесной механике и космодинамике. М.: Наука, 1978,312 стр.
- Неймарк Ю.И., Фуфаев Н. А. Динамика неголономных систем. М.: Наука, 1967, 519 с.
- Ольшанецкий М.А., Переломов A.M., Рейман А. Г., Семенов-Тян-Шанский М. А. Интегрируемые системы II. Итоги науки и техники. Современные проблемы математики. Фундаментальные направления, т. 16, М.: ВИНИТИ, 1987, с. 86—226.
- Паскаль М. Асимптотическое решение уравнений движения кельтского камня. Прикл. мат. и механ., 1983, т. 46, вып. 2, с. 321—329.
- ПлиссВ.А., СеллДж.Р. Об устойчивости нормально гиперболических множеств гладких потоков. Доклады РАН, 2001, т.378, № 2, с. 179—180.
- ПоляховН.Н., ЗегждаС.А., ЮшковМ.П. Теоретическая механика. М: Высшая школа, 2000, 592с.
- Поляхов H.H., Зегжда С. А., Юшков М. П. Уравнения динамики как необходимые условия минимальности принуждения по Гауссу. Колебания и устойчивость механических систем, Прикл. механика, Вып. 5, Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1981, с. 9−16.
- Поляхов H.H., Зегжда С. А., Юшков М. П. Обобщение принципа Гаусса на случай неголономных систем высших порядков. Доклады АН СССР, 1983, т.269, № 6, ' с. 1328−1330.
- ПоляховН.Н., ЗегждаС.А., Юшков М. П. Специальная форма уравнений динамики системы твердых тел. Доклады АН СССР, 1989, т.309, № 4, с. 805−807.
- Прандтль Л. Гидроаэромеханика 576 стр. Ижевск: НИЦ"РХД", 2000.
- Пуанкаре А. Новые методы небесной механики. В кн. Избранные труды, Т. 1,2. М.: Наука, 1971, 771 стр., 1972, с. 9−356.
- Пуанкаре А. Идеи Герца в механике. В кн. Последние работы А. Пуанкаре, пер. с франц. Ижевск: Изд-во «РХД», 2001.
- Раус Э. Динамика системы твердых тел. т. II, М., 1983. Перевод с англ. Routh Е. Dynamics of a System of Rigid Bodies. Dover Publications, New York.
- Раус Э. Дж .Динамика системы твердых тел, т. II. М.: Наука, 1983. Пер. с англ.: Routh E.J. Dynamics of a System of Rigid Bodies. Dover Publications, New York.
- Рейман А. Г., Семенов-Тян-Шанский M.A. Интегрируемые системы: теоретико-групповые методы. М.-Иж.: ИКИ, 2003.
- Рубановский В.Н., Самсонов В. А. Устойчивость стационарных движений в примерах и задачах. М.: Наука, 1988,304 с.
- Румянцев В. В. О принципе Гамильтона для неголономных систем. ПММ, 1978, т. 42, вып. 3, с. 407−419.
- Румянцев В. В. Об интегральных принципах для неголономных систем. ПММ, 1982, т. 46, вып. 1, с. 3−12.
- Садетов С. Т. Условия интегрируемости уравнений Кирхгофа, Вестн. МГУ, сер. мат. мех., 1990, № 3, с. 56−62.
- Соколов В. В. Новый интегрируемый случай для уравнений Кирхгофа, ТМФ, 2001, т. 129, № 1, с. 31−37.
- Соколов В. В., Цыганов А. В. Коммутативные пуассоновы подалгебры для скобок Склянина и деформации известных интегрируемых моделей. Теор. и мат. физ., 2002, т. 133, № 3, с. 485−493.
- Ч Суслов Г. К- Теоретическая механика. М.-Л.: Гостехиздат, 1946, 655 с.
- Сэффмэн Ф. Дж. Динамика вихрей. М., Научный мир. 2000, пер. с англ. Saffman P. G. Vortex Dynamics. Camb. Univ. Press. 1992.
- Татаринов Я. В. Построение компактных многообразий, отличных от торов в одной интегрируемой неголономной задаче. Усп. мат. наук, 1985, т. 41, вып. 3, с. 216.
- Татаринов Я. В. Разделяющиеся переменные и новые топологические явления в голономных и неголономных системах // Труды семинара по векторному и тензорному анализу. Т. XXIII, М., 1988, 160−174.
- Татаринов Я. В. Слабо неголономное представление задачи о качении твердого тела и возможности усреднения по фазовым торам // МТТ, 1988, N1.
- Татаринов Я. В. Следствия неинтегрируемого возмущения интегрируемых связей. Нелинейные эффекты движения вблизи многообразия равновесий // ПММ, 1992, 56, вып. 4.
- Федоров Ю. Н. О качении диска по абсолютно шероховатой плоскости. Изв. АН СССР. Мех. твердого тела, 1987, № 4, с. 67−75.
- Чаплыгин С. А. Новое частное решение задачи о движении твердого тела в жидкости. Собр. соч., т. 1, М.-Л.: ГИТТЛ, 1948, с. 337—346. (Изд. 1-е: Труды отд. физ. наук общ-ва любителей естествознания, 1903, т. 11, вып. 2, с. 7—10.)
- Чаплыгин С. А. О движении тяжелого твердого тела вращения на горизонтальной плоскости. Собр. соч., т. 1, М.-Л.: ОГИЗ, 1948, с. 57—75.
- Чаплыгин С. к. К теории движения неголономных систем. Теорема о приводящем множителе. Собр. соч., т. 1, М.-Л.: ОГИЗ, 1948, с. 15—25.
- Чаплыгин С. А. О катании шара по горизонтальной плоскости. Собр. соч., т. 1, М.-Л.: ГИТТЛ, 1948, с. 76—101. (Изд. 1-е: Мат. сборник Кружка любителей мат. наук, 1903, т. 24, вып. I.e. 139−168.)
- ШильниковЛ.П., Шильников А. Л., ТураевД.В., ЧуаЛ. Методы качественной теории в нелинейной динамике. Часть 1, М.-И.: Институт компьютерных исследований, 2004,416с.
- ЮшковМ.П. Уравнения движения машинного агрегата с вариатором как неголономной системы с нелинейной связью второго порядка. Механика твердого тела, 1997, № 7, с. 40−44.
- Якоби К. Лекции по динамике. М.—Л., 1936, 272 с. Пер. с нем.: Jacobi C.G.J. Vorlesungen uber Dynamik. Berlin, G. Reimer, 1884, 300 S.
- Ярощук В. А. Интегральный инвариант в задаче о качении без скольжения эллипсоида со специальным распределением масс по неподвижной плоскости. Изв. РАН, Мех. тв. тела, 1995, № 2, с. 54−57.
- Ярощук В. А. Новые случаи существования интегрального инварианта в задаче о качении твердого тела без проскальзывания по неподвижной поверхности. Вестник МГУ, сер. мат. мех., 1992, № 6, с. 26—30.
- Adler M., van Moerbeke P. A new geodesic flow on so (4). Probability, statistical mechanics and number theory. Advances in mathematics supplementary studies, v. 9, 1986, p. 81−96.
- Adler M., van Moerbeke P. Kowaleuski’s asymptotic method, Kac-Moody Lie algebras and regularization. Commun. Math. Phys., 1982, v. 83, p. 83—106.
- Adler M., van Moerbeke P. Completely integrable systems, Euclidean Lie algebras, and curves. Adv. Math., 1980, v. 38, p. 267−317.
- Adler M., van Moerbeke P. Linearization of Hamiltonian systems, Jacobi varieties and representation theory. Adv. Math., 1980, v. 38, p. 318—379.
- Appell P. Sur l’integration des equations du mouvement d’un corps pesant de revolution roulant par une arete circulaire sur un plan horizontal- cas particulier du cerceau. Rendiconti del circolo matematico di Palermo, 1900, T. 14, P. 1—6.
- Bates L., Sniatycki J. Nonholonomic reduction. Rep. on Math. Phys, 1993, v. 32, № 1, p. 99−115.
- Bates L., Cushman R. What is a completely integrable nonholonomic dynamical system? Rep. on Math. Phys., 1999, v. 44, №½, p. 29−35.
- Bloch A., Krishnaprasad P., Marsden J., Murray R. Nonholonomic Mechanical Systems with symmetry. Arch. Rational. Mech. Anal., 1996, v. 136, p. 21—99.
- Bogoyavlenskij О. I. On perturbation of the periodic Toda lattice. Commun. Math. Phys., 1976, v. 51, № 3, p. 201−209.
- Bolsinov A. V., Borisov A.V., Mamaev I.S. Lie algebras in vortex dynamics and celestial mechanics — IV. Reg. & Chaot. Dyn., 1999, v. 4, № 1.
- Borisov A. V., Mamaev I. S. Rolling of a rigid body on plane and sphere. Hierarchy of dynamics. Reg. & Chaot. Dyn., 2002, v. 7, № 2, p. 177−200.
- Borisov A. V., Mamaev I. S. An integrability of the problem on motion of cylinder and vortex in the ideal fluid, Req. & Chaot. Dyn. 2003, v. 8, № 2, p. 163—166.
- Borisov A. V., Mamaev I. S. Some Comments to the Paper of Perelomov A.M. A note on geodesies on ellipsoid. Reg. & Chaot. Dyn., 2000, v. 5, № 1, p. 92—94.
- Borisov A. V., Mamaev I. S. Adiabatic Chaos in Rigid Body Dynamics. Reg. & Chaot. Dyn., 1997, v. 2, № 2.137.138.139.140.141.142.143.144.145.146.147.148.149.150.1 511 152.
- Borisov A. V., Mamaev I. S. Euler-Poisson Equations and Integrable Cases. Reg. & Chaot. Dyn., 2001, v. 6, № 3.
- Borisov A. V., Mamaev I. S. Generalization of the Goryachev—Chaplygin Case. Reg. & Chaot. Dyn., 2002, v. 7, № 1.
- Borisov A. V., Mamaev I. S. Non-linear Poisson brackets and isomorphisms in dynamics. Reg. & Chaot. Dyn., 1997, v. 2, № 3−4.
- Borisov A. V., Mamaev I. S., Kholmskaya A.G. Kovalevskaya Top and Generalizations of Integrable Systems. Reg. & Chaot. Dyn., 2001, v. 6, № 1.
- Borisov A. V., Mamaev I. S., Kilin A. A. Rolling of a ball on a surface. New integrals and hierarchy of dynamics. Reg. & Chaot. Dyn., 2001, v. 6, № 2, p. 201—220.
- Borisov A. V., Mamaev I. S., Kilin A. A. Dynamics of rolling disk. Reg. & Chaot. Dyn., 2003, v. 8, № 2, p. 201−212.
- Borisov A. V., Mamaev I. S., Ramodanov S.M. Motion of a circular cylinder and n point vortices in a perfect fluid. Reg. & Chaot. Dyn., 2003, v. 8, № 4.
- Borisov A. V., Mamaev I. S., Ramodanov S.M. Dynamics of a circular cylinder interacting with point vortices. Accepted for publication in a special issue of Discrete and Continuous Dynamical Systems B, v. 5, № 1, 2005.
- Broer H., Simo C., Vitolo R. Bifurcations and strong attractors in the Lorentz-84 climate model with seasond forcing
- Caratheodory C. Der Schlitten. ZAMM, 1933, B. 13, S. 71−76.
- Chernikov N. A. The Kepler problem in the Lobachevski space and its solution. Acta Phis Polonika, V. 23, 1992, P. 115−124.
- Cushman R., Kemppainen D., Sniatycki J., Bates L. Geometry of nonholonomic constraints. Rep. on Math. Phys., 1995, v. 36, № 2/3, p. 275−286.
- Cushman R., Hermans J., Kemppainen D. The rolling disk. University of Calgary, Preprint, 1995,51 p.
- Dirac P. A. M. Generalizated Hamiltonian Dynamics. Canadian Journal of Math., v. 2, № 2, 1950, p. 129−148. (См. также сб. Дирак П. А. М. Лекции по теоретической физике. М-И: РХД, 2001.)
- Eddington A. S. Relativity theory., M.-SPb., 1934.
- Gaffet В. J. Spinning gas clouds without vorticity. J. Phys. A, 2000, v. 33, p. 3929— 3946.
- Gaffet B. J. A completely integrable Hamiltonian motion on the surface of a sphere. J. Phys. A, 1998, v. 31, p. 1581−1596.
- Gaffet B.J. An integrable Hamiltonian motion on a sphere: 11. The separation of variables. J. Phys. A, 1998, v. 31, p. 8341−8354.
- Greenhill A. G. Plane vortex motion. Quart. J. Pure Appl. Math. 1877/78, v. 15, № 58, p. 10−27.
- Ferrers N.M. Extension of Lagrange’s equations. Quart. J. of pure and applied mathematics. 1872, V. 12, № 45, P. 1−5.
- Havelock T. H. The stability of motion of rectilinear vortices in ring formation. Phil. Mc. 1931, Ser. 7, v. 11, № 70, p. 617−633.
- Hermans J. A symmetric sphere rolling on a surface. Nonlinearity, 1995, v. 8(4), p. 493−515.
- Hermans J. Rolling Rigid Bodies with and without symmetries. Utrecht: Universitet Utrecht, Facultiet Wiskunde en Informatica, 1995, 107 p.
- Inosemtsev V.I. The finite Toda lattices. Commun. Math. Phys., 1989, v. 121, p. 629— 638.
- Kane T. R., Levinson D.A. Realistic mathematical modeling of the rattleback. International Journal Non-Linear Mechanics, 1982, v. 17, № 3, p. 175−186.
- Kholmskaya A. G. Motion of a disk within a sphere. Reg. & Chaot. Dyn., 1998, V. 3, № 2, P. 74−81.
- Kholmskaya A. G. On a disk rolling within a sphere. Reg. & Chaot. Dyn., 1998, V. 3, № 1, P. 86−92.
- Kilin A. A. The Dynamics of Chaplygin Ball: the Qualitative and Computer Analysis, Reg. & Chaot. Dyn., 2001, V. 6, № 3, p. 291−306.
- Kozlov V. V. On dynamics in spaces of a constant curvature. Vestnik MGU, Math.-mech., 1994, № 2, P. 28−35.
- Kozlov V. V., Harin A. O. Kepler’s problem in constant curvature spaces. Cel. Mech. and Dyn. Ast., v 54, 1992, p. 393−399.
- Kuznetsov V. B. Separation of variables for the Dn type periodic Toda lattice. arXiv: solv-int/9 701 009, 1997.
- Linderberg R. E., Longman R. W. On the dynamic behavior of the wobblestone. Acta mechanica, 1983, v. 49, № 1−2, p. 81−94.
- Lindelof E. Sur le mouvement d’un corps de revolution roulant sur un plan gorizontal. Acta Societ., Scient. Fennicae, 1985, t. 20, № 10, p. 1−18.
- Liouville R. Sur le mouvement d’un solide dans un liquide indefini. Comp. Rend. Ac. Sc., ser.2, 1896, p. 874−876.
- Mamaev I.S., Chernoivan V. A. The restricted two-body problem and the Kepler problem in the constant curvature spaces. Reg. & Chaot. Dyn., 1999, v. 4, № 2.
- Mamaev I. S. New cases when the invariant measure and first integrals exist in the problem of a rigid body rolling on a surface. Reg. & Chaot. Dyn., v. 8, 2003, № 3, p. 331−336.
- Moser J. Geometry of Quadrics and Spectral Theory, The Chern Symposium. Berkeley, June, 1979. Русс. пер. в книге: Мозер Ю. Интегрируемые гамильтоновы системы и спектральная теория. М.-Иж.: РХД, 1999, с. 128—181.
- Neumann С. Uber die rollende Bewegung einer Korper auf einer gegebenen Horisontal Ebene unter dem Einfluss der Schweren. Math. Annal., 1886, Bd. 27, S. 478−505.
- Noether F. Uber rollende Bewegung einer Kugel auf Rotations? ache. Leipzig, Teubner, 1909, 56 S.
- O’Reilly О. M. The Dynamics of rolling disks and sliding disks. Nonlinear Dynamics, 1996, v. 10, p. 287−305.
- Perelomov A.M. A note on geodesies on ellipsoid. Reg. & Chaot. Dyn., 2000, v. 5, № 1, p. 89−94.
- Ramodanov S. M. Motion of a Circular Cylinder and a Vortex in an? deal Fluid. Reg. & Chaot. Dyn. 2001, v. 6, № 1, p. 33−38.
- Ramodanov S.M. Motion of a Circular Cylinder and N Point Vortices in a Perfect Fluid. Reg. & Chaot. Dyn. 2002, v. 7, № 3, p. 291−298.
- Ramos A. Poisson structures for reduced non-holonomic system, 2004, (submited to J. Phys A: Math. Gen.)
- Rosochatius E. Uber die Bewegung eines Punktes. Inaugural Dissertation, Univ. Gottingen, Berlin, 1877.
- Sevryuk M. B. Reversible Systems. Lect. Notes, Math., 1211, Berlin, Springer-Verlag, 1986,319 p.
- Shashikanth B.N., Marsden J.E., Burdick J.W., Kelly S.D. The Hamiltonian structure of a 2D rigid circular cylinder interacting dynamically with N point vortices, Phys. of Fluids. 2002, v. 14, p. 1214−1227.
- Sklyanin E.K. Boundary conditions for integrable quantum systems. J. Phys. A, v. 21, 1988, p. 2375−2389.
- Slesser G. M. Notes on rigid dynamics. Quart. J. of Math., 1861, v. 4, p. 65−77.
- Stuber E. Rollbewegung einer homogenen schweren Kugel auf einer Zylinderflache. Zeitschrift fur Mathematik und Physik. 1909. Bd. 57, S. 260−271.
- Sumbatov A. S. Nonholonomic systems, Reg. & Chaot. Dyn., 2002, v. 7, № 2, p. 221 — 238. (Перев. на рус.: Сумбатов A.C. «Неголономные системы» в сб. «Неголоном-пые динамические системы» под ред. А. В. Борисова, И. С. Мамаева. М.-Иж.: ИКИ, 2002.)
- Synge J.L. On the motion of three vortices. Can. J. Math. 1949, v. 1, p. 257−270.
- Walker J. The mysterious «rattleback»: a stone spins in one direction and then reverses. Scientific American, 1979, № 10, p. 144−149.
- Weber R. Hamiltonian systems with constraints and their meaning in mechanics. Arch. Rat. Mech. Anal., 1986, v. 91, p. 309−335.
- Wojciechowski S. Integrable one-particle potentials related to the Neumann system and the Jacobi problem of geodesic motion on an ellipsoid. Phys. Lett. A, v. 107, № 3, p. 106−111.
- Woronetz P. Uber die Bewegung eines starren Korpers, der ohne Gleitung auf einer beliebigen Flache rollt. Mathematische Annalen, 1911, Bd. 70, S. 410−453.
- Woronetz P. Uber die rollende Bewegung einer Kreisscheibe auf einer beliebigen Flache unter der Wirkung von gegebenen Kraften. Mat. Annalen, 1909, Bd. 67, S. 268−280.
- Yoshida H. A criterion for the non-existence of an additional integral in hamiltonian system with a homogeneous potential. Physica 29D, 1987, p. 128—132.