We introduce a numerical technique for controlling the location and stability properties of Hopf bifurcations in dynamical systems. The algorithm consists of solving an optimization problem constrained by an extended system of nonlinear partial differential equations that characterizes Hopf bifurcation points. The flexibility and robustness of the method allows us to advance or delay a Hopf bifurcation to a target value of the bifurcation parameter, as well as controlling the oscillation frequency with respect to a parameter of the system or the shape of the domain on which solutions are defined. Numerical applications are presented in systems arising from biology and fluid dynamics, such as the FitzHugh-Nagumo model, Ginzburg-Landau equation, Rayleigh-B\'enard convection problem, and Navier-Stokes equations, where the control of the location and oscillation frequency of periodic solutions is of high interest.


翻译:我们引入了一种数字技术来控制动态系统中Hopf两侧的定位和稳定性。算法包括解决一个受Hopf两侧点特点的非线性部分方程式延伸系统制约的优化问题。这种方法的灵活性和稳健性使我们能够推进或推迟Hopf两侧对立以达到两侧参数的目标值,并控制系统参数或确定解决方案所在区域形状的振动频率。在由生物学和流体动态生成的系统中,如FitzHugh-Nagumo模型、Ginzburg-Landau方程式、RayLayleg-B\'enard对齐问题和Navier-Stokes方程式,在这些系统中,对定期解决方案的位置和振动频率的控制非常有意义。

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