Bifurcation of limit cycles from a centre in R-4 in resonance 1:N

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise global de sistemas quadráticos e cúbicos com duas circunferências não-concêntricas invariantes

Pós-graduação em Matematica Aplicada e Computacional - FCT

Conjuntos minimais de sistemas lineares por partes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Equações diferenciais implícitas com descontinuidade

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

On the zeros of the Abelian integrals for a class of Liénard systems

A planar polynomial differential system has a finite number of limit cycles. However, finding the upper bound of the number of limit cycles is an open problem for the general nonlinear dynamical systems. In this paper, we investigated a class of Liénard systems of the form x'=y, y'=f(x)+y g(x) with deg f=5 and deg g=4. We proved that the related elliptic integrals of the Liénard systems have at most three zeros including multiple zeros, which implies that the number of limit cycles bifurcated from the periodic orbits of the unperturbed system is less than or equal to 3.

Unfolded singularities of analytic differential equations

La thèse est composée d’un chapitre de préliminaires et de deux articles sur le sujet du déploiement de singularités d’équations différentielles ordinaires analytiques dans le plan complexe. L’article Analytic classification of families of linear differential systems unfolding a resonant irregular singularity traite le problème de l’équivalence analytique de familles paramétriques de systèmes linéaires en dimension 2 qui déploient une singularité résonante générique de rang de Poincaré 1 dont la matrice principale est composée d’un seul bloc de Jordan. La question: quand deux telles familles sontelles équivalentes au moyen d’un changement analytique de coordonnées au voisinage d’une singularité? est complètement résolue et l’espace des modules des classes d’équivalence analytiques est décrit en termes d’un ensemble d’invariants formels et d’un invariant analytique, obtenu à partir de la trace de la monodromie. Des déploiements universels sont donnés pour toutes ces singularités. Dans l’article Confluence of singularities of non-linear differential equations via Borel–Laplace transformations on cherche des solutions bornées de systèmes paramétriques des équations non-linéaires de la variété centre de dimension 1 d’une singularité col-noeud déployée dans une famille de champs vectoriels complexes. En général, un système d’ÉDO analytiques avec une singularité double possède une unique solution formelle divergente au voisinage de la singularité, à laquelle on peut associer des vraies solutions sur certains secteurs dans le plan complexe en utilisant les transformations de Borel–Laplace. L’article montre comment généraliser cette méthode et déployer les solutions sectorielles. On construit des solutions de systèmes paramétriques, avec deux singularités régulières déployant une singularité irrégulière double, qui sont bornées sur des domaines «spirals» attachés aux deux points singuliers, et qui, à la limite, convergent vers une paire de solutions sectorielles couvrant un voisinage de la singularité confluente. La méthode apporte une description unifiée pour toutes les valeurs du paramètre.

Oscillation for a second-order neutral differential equation with impulses

We consider a certain type of second-order neutral delay differential systems and we establish two results concerning the oscillation of solutions after the system undergoes controlled abrupt perturbations (called impulses). As a matter of fact, some particular non-impulsive cases of the system are oscillatory already. Thus, we are interested in finding adequate impulse controls under which our system remains oscillatory. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Applications of symbolic computing for symmetry analysis of differential equations

 This thesis presents a number of applications of symbolic computing to the study of differential equations. In particular, three packages have been produced for the computer algebra system MAPLE and used to find a variety of symmetries (and corresponding invariant solutions) for a range of differential systems.

Implicit differential equations with impasse singularities and singular perturbation problems

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Riccati-type equations, generalised WZNW equations, and multidimensional Toda systems

We associate to an arbitrary Z-gradation of the Lie algebra of a Lie group a system of Riccati-type first order differential equations. The particular cases under consideration are the ordinary Riccati and the matrix Riccati equations. The multidimensional extension of these equations is given. The generalisation of the associated Redheffer-Reid differential systems appears in a natural way. The connection between the Toda systems and the Riccati-type equations in lower and higher dimensions is established. Within this context the integrability problem for those equations is studied. As an illustration, some examples of the integrable multidimensional Riccati-type equations related to the maximally nonabelian Toda systems are given.

Nonlinear (2+1)-dimensional systems solvable through asymptotic modules

Some nonlinear differential systems in (2+1) dimensions are characterized by means of asymptotic modules involving two poles and a ring of linear differential operators with scalar coefficients.Rational and soliton-like are exhibited. If these coefficients are rational functions, the formalism leads to nonlinear evolution equations with constraints. © 1989.

Estudo de ciclos limites em uma classe de equações diferenciais descontínuas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Classification analytique de systèmes différentiels linéaires déployant une singularité irrégulière de rang de Poincaré 1

Cette thèse traite de la classification analytique du déploiement de systèmes différentiels linéaires ayant une singularité irrégulière. Elle est composée de deux articles sur le sujet: le premier présente des résultats obtenus lors de l'étude de la confluence de l'équation hypergéométrique et peut être considéré comme un cas particulier du second; le deuxième contient les théorèmes et résultats principaux. Dans les deux articles, nous considérons la confluence de deux points singuliers réguliers en un point singulier irrégulier et nous étudions les conséquences de la divergence des solutions au point singulier irrégulier sur le comportement des solutions du système déployé. Pour ce faire, nous recouvrons un voisinage de l'origine (de manière ramifiée) dans l'espace du paramètre de déploiement $\epsilon$. La monodromie d'une base de solutions bien choisie est directement reliée aux matrices de Stokes déployées. Ces dernières donnent une interprétation géométrique aux matrices de Stokes, incluant le lien (existant au moins pour les cas génériques) entre la divergence des solutions à $\epsilon=0$ et la présence de solutions logarithmiques autour des points singuliers réguliers lors de la résonance. La monodromie d'intégrales premières de systèmes de Riccati correspondants est aussi interprétée en fonction des éléments des matrices de Stokes déployées. De plus, dans le second article, nous donnons le système complet d'invariants analytiques pour le déploiement de systèmes différentiels linéaires $x^2y'=A(x)y$ ayant une singularité irrégulière de rang de Poincaré $1$ à l'origine au-dessus d'un voisinage fixé $\mathbb{D}_r$ dans la variable $x$. Ce système est constitué d'une partie formelle, donnée par des polynômes, et d'une partie analytique, donnée par une classe d'équivalence de matrices de Stokes déployées. Pour chaque valeur du paramètre $\epsilon$ dans un secteur pointé à l'origine d'ouverture plus grande que $2\pi$, nous recouvrons l'espace de la variable, $\mathbb{D}_r$, avec deux secteurs et, au-dessus de chacun, nous choisissons une base de solutions du système déployé. Cette base sert à définir les matrices de Stokes déployées. Finalement, nous prouvons un théorème de réalisation des invariants qui satisfont une condition nécessaire et suffisante, identifiant ainsi l'ensemble des modules.

Analyse de groupe d’un modèle de la plasticité idéale planaire et sur les solutions en termes d’invariants de Riemann pour les systèmes quasilinéaires du premier ordre

Les objets d’étude de cette thèse sont les systèmes d’équations quasilinéaires du premier ordre. Dans une première partie, on fait une analyse du point de vue du groupe de Lie classique des symétries ponctuelles d’un modèle de la plasticité idéale. Les écoulements planaires dans les cas stationnaire et non-stationnaire sont étudiés. Deux nouveaux champs de vecteurs ont été obtenus, complétant ainsi l’algèbre de Lie du cas stationnaire dont les sous-algèbres sont classifiées en classes de conjugaison sous l’action du groupe. Dans le cas non-stationnaire, une classification des algèbres de Lie admissibles selon la force choisie est effectuée. Pour chaque type de force, les champs de vecteurs sont présentés. L’algèbre ayant la dimension la plus élevée possible a été obtenues en considérant les forces monogéniques et elle a été classifiée en classes de conjugaison. La méthode de réduction par symétrie est appliquée pour obtenir des solutions explicites et implicites de plusieurs types parmi lesquelles certaines s’expriment en termes d’une ou deux fonctions arbitraires d’une variable et d’autres en termes de fonctions elliptiques de Jacobi. Plusieurs solutions sont interprétées physiquement pour en déduire la forme de filières d’extrusion réalisables. Dans la seconde partie, on s’intéresse aux solutions s’exprimant en fonction d’invariants de Riemann pour les systèmes quasilinéaires du premier ordre. La méthode des caractéristiques généralisées ainsi qu’une méthode basée sur les symétries conditionnelles pour les invariants de Riemann sont étendues pour être applicables à des systèmes dans leurs régions elliptiques. Leur applicabilité est démontrée par des exemples de la plasticité idéale non-stationnaire pour un flot irrotationnel ainsi que les équations de la mécanique des fluides. Une nouvelle approche basée sur l’introduction de matrices de rotation satisfaisant certaines conditions algébriques est développée. Elle est applicable directement à des systèmes non-homogènes et non-autonomes sans avoir besoin de transformations préalables. Son efficacité est illustrée par des exemples comprenant un système qui régit l’interaction non-linéaire d’ondes et de particules. La solution générale est construite de façon explicite.