<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">mais</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Моделирование и анализ информационных систем</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Modeling and Analysis of Information Systems</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1818-1015</issn><issn pub-type="epub">2313-5417</issn><publisher><publisher-name>Yaroslavl State University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.18255/1818-1015-2018-1-102-111</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">mais-635</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Материалы конференции</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Conference Papers</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Периодические и квазипериодические решения в системе трех уравнений Хатчинсона с запаздывающей вещательной связью</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Periodic and Quasiperiodic Solutions in the System of Three Hutchinson Equations with a Delayed Broadcast Connection</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-9183-6484</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Марушкина</surname><given-names>Елена Александровна</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Marushkina</surname><given-names>Elena A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>канд. физ.-мат. наук, науч. сотр. Лаборатории дискретной и вычислительной геометрии им. Б. Н. Делоне</p></bio><bio xml:lang="en"><p>PhD, Researcher</p></bio><email xlink:type="simple">marushkina-ea@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>P.G. Demidov Yaroslavl State University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>23</day><month>02</month><year>2018</year></pub-date><volume>25</volume><issue>1</issue><fpage>102</fpage><lpage>111</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Марушкина Е.А., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Марушкина Е.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Marushkina E.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.mais-journal.ru/jour/article/view/635">https://www.mais-journal.ru/jour/article/view/635</self-uri><abstract><p>Изучается динамика ассоциации, состоящей из трех одинаковых колебательных элементов. Структура связи между осцилляторами предполагается вещательной, т.е. один из элементов системы односторонним образом воздействует на два других, которые, в свою очередь, взаимодействуют друг с другом. Важным свойством связи между осцилляторами является наличие в ней запаздывания по времени, что, очевидным образом, часто встречается в приложениях. Изучаемая система моделирует ситуацию из популяционной динамики, когда популяции слабо связаны между собой, например, разделены географически. При этом одна из популяций может влиять на обе оставшиеся, которые в свою очередь способны влиять друг на друга, но не влияют на первую. Каждый отдельный осциллятор представлен логистическим уравнением с запаздыванием (уравнением Хатчинсона). В работе выполнен локальный асимптотический анализ данной системы в случае близости параметров осцилляторов к значениям, при которых происходит бифуркация Андронова–Хопфа, кроме того, предполагаются малыми коэффициенты связи в системе. В этой ситуации к нашей задаче применим известный метод нормальных форм, который позволяет свести изучение динамики системы в некоторой окрестности единичного состояния равновесия к системе обыкновенных дифференциальных уравнений на устойчивом интегральном многообразии. Для построенной нормальной формы найдены простейшие режимы, полученные с использованием симметрии задачи, и условия их устойчивости. С учетом полученных формул численно проанализированы фазовые перестройки, происходящие в системе. Показано, что запаздывание в цепи связи осцилляторов существенно влияет на качественное поведение решений системы.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The dynamics of an association of three coupled oscillators is studied. The link between the oscillators is a broadcast connection, that is, one element unilaterally effects the other two, which in turn interact with each other. An important property of the relation among the oscillators is the presence of a delay that obviously can often be found in applications. The studied system simulates the situation of population dynamics when populations are weakly connected, for example, are divided geographically. In this case one population can affect the other two, which in turn can influence each other but not the first one. Each individual oscillator is represented by the logistic equation with a delay (Hutchinson’s equation). Local asymptotic analysis of this system is done in the case of proximity of oscillator parameters to the values at which the Andronov-Hopf bifurcation occur, also the coupling coefficient in the system are assumed to be small. The method of normal forms is used. The study of the dynamics of the system in some neighborhood of a single equilibrium state is reduced to a system of ordinary differential equations on a stable integral manifold. For the construction of a normal form were found elementary modes obtained by using the symmetry of the problem, and the conditions for their stability. Taking into account the obtained asymptotic formulas, the phase reorganizations occurring in the system are numerically analyzed. It is shown that the delay in the communication circuits of the oscillators significantly affects the qualitative behaviour of the system solutions.</p><p> </p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>уравнение Хатчинсона</kwd><kwd>вещательная связь</kwd><kwd>запаздывание</kwd><kwd>метод нормальных форм</kwd><kwd>асимптотика</kwd><kwd>устойчивость</kwd><kwd>бифуркация</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>Hutchinson’s equation</kwd><kwd>broadcasting connection</kwd><kwd>delay</kwd><kwd>normal forms</kwd><kwd>asymptotics</kwd><kwd>stability</kwd><kwd>bifurcation</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-31-60039 мол_а_дк.</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">The reported study was funded by RFBR, according to the research project No. 16-31-60039 mol_а_dk.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Uri Alon, “Network motifs: theory and experimental approaches”, Nature Reviews Genetics, 8:6 (2007), 450–461.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Uri Alon, “Network motifs: theory and experimental approaches”, Nature Reviews Genetics, 8:6 (2007), 450–461.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Milo R., Shen-Orr S., Itzkovitz S., et al., “Network motifs: Simple Building Blocks of Complex Networks”, Science, 298:5594 (2002), 824–827.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Milo R., Shen-Orr S., Itzkovitz S., et al., “Network motifs: Simple Building Blocks of Complex Networks”, Science, 298:5594 (2002), 824–827.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yechiam Yemini, The Topology of Biological Networks, Computer Science Department, Columbia University, 2004.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yechiam Yemini, The Topology of Biological Networks, Computer Science Department, Columbia University, 2004.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С.Д., Колесов А.Ю., Розов Н.Х., “Релаксационные автоколебания в сетях импульсных нейронов”, Успехи математических наук, 70:3(423) (2015), 3–76</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S.D., Kolesov A.Yu., Rozov N.Kh., “Self-excited relaxation oscillations in networks of impulse neurons”, Russian Math. Surveys, 70:3 (2015), 383–452.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С.Д., Киселева Е.О., “Учет запаздывания в цепочке связи между осцилляторами”, Модел. и анализ информ. систем, 17:2 (2010), 133–143;</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S.D., Kiseleva E.O., “The account of delay in a connecting element between two oscillators”, Model. Anal. Inform. Syst., 17:2 (2010), 133–143 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С.Д., Солдатова Е.А., “Фактор запаздывания и десинхронизация колебаний связанных осцилляторов ФитцХью–Нагумо”, Модел. и анализ информ. систем, 17:3 (2010), 134–143;</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S.D., Soldatova E.A., “The factor of delay in a system of coupled oscillators FitzHugh–Nagumo”, Model. Anal. Inform. Syst., 17:3 (2010), 134–143, (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hutchinson G.E., “Circular causal system in ecology”, Ann. N.-Y. Acad. Sci., 50 (1948), 221–246.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hutchinson G.E., “Circular causal system in ecology”, Ann. N.-Y. Acad. Sci., 50 (1948), 221–246.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С.Д., “Динамические свойства простейших конечноразностных аппроксимаций краевой задачи «реакция-диффузия»”, Дифференциальные уравнения, 33:6 (1997), 805–811</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S.D., “Dynamical properties of the simplest finite-difference approximations of the ”reaction-diffusion” boundary value problem”, Differential Equations, 33:6 (1997), 808–814.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С.Д., “Стационарные режимы одной конечноразностной аппроксимации уравнения Хатчинсона с диффузией”, Качественные и приближенные методы исследования операторных уравнений, 1986, 112–127;</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S.D., “Statsionarnyye rezhimy odnoy konechnoraznostnoy approksimatsii uravneniya Khatchinsona s diffuziyey”, Kachestvennyye i priblizhennyye metody issledovaniya operatornykh uravneniy, 1986, 112– 127, (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С.Д., “Учет возрастных групп в уравнении Хатчинсона”, Модел. и анализ информ. систем, 14:3 (2007), 29–42;</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S.D., “A registration of age groups for the Hutchinson’s equation”, Model. Anal. Inform. Syst., 14:3 (2007), 29–42, (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Горчакова Е.В., “Динамика слабого взаимодействия в системе близких видов”, Модел. и анализ информ. систем, 18:1 (2011), 68–74;</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gorchakova E.V., “Dynamics of weak interaction in a system of similar species”, Model. Anal. Inform. Syst., 18:1 (2011), 68–74, (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Толбей А.О., “Локальная динамика трех осцилляторов со связью вещательного типа”, Модел. и анализ информ. систем, 19:3 (2012), 105–112;</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tolbey A. O., “Local Dynamics of Three Coupled Oscillators with a Feedback Loop”, Model. Anal. Inform. Syst., 19:3 (2012), 105–112, (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С.Д., Колесов А.Ю., Локальные методы анализа динамических систем, ЯрГУ, Ярославль, 2006, 92 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S.D., Kolesov A.Yu., Lokalnye metody analiza dinamicheskih sistem, Yaroslavl State University, Yaroslavl, 2006, 92 pp., (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
