加热平板表面温度分层产生的湍流逆转捩现象

针对加热平板表面密度分层结构中的逆转捩现象,在二元风洞中进行了系统的实验研究。对局部加热的水平平板下表面边界层内的时均速度的演化规律进行了详细的测量,同时对速度脉动信号以及速度能谱进行了分析,并对边界层内的波动特性进行了研究。这些参数体现了边界层逆转捩过程中流动特性的变化规律,揭示了密度分层结构中逆转捩现象发生的机制。在实验中对比了局部加热平板表面的边界层与无温度梯度情况下自然形成的湍流边界层的特性。发现在加热的情况下,边界层的形状因子由1.5上升至2.6;时均速度廓线中的平衡湍流层消失;以及速度能谱中惯性子区消失等变化。在实验中还发现加热平板表面速度信号中出现了间歇现象。实验结果表明板面附近的流动已由湍流流动转变为层流流动,同时平板表面的摩擦系数较没有温度梯度时有大幅度下降,不仅证明了边界层逆转捩现象的存在,也说明了这种条件起到了减阻的效果。     

地磁场逆转的随机性

采用Rikitake模型对地磁场逆转的随机性进行理论研究,研究结果表明,该模型所描述的非线性系统的定态是不稳定的,通过计算系统的分维判定系统失稳后的演化状态为混沌态,数值模拟的混沌吸引子与实际监测地磁场发生的随机性逆转的事实相吻合。     

耦合Lorenz振子的同步混沌分岔

研究了时空混沌系统－淹合Lorenz振子同步混沌的分岔行为,当非对称耦合参数达到临界值,耦合系统的同步混沌态发生Hopf分岔,在同步混沌态上迭加一个周期行波。分岔点的参数可由计算Lyapunov指数得到,分岔产生的行波频率等于分岔前临界横模的广义旋转数。继续增加非对称耦合参数,系统经历准周期、混沌到周期运动的变化。在这个过程中同步混沌发生Hopf分岔时产生的周期行波始终存在。     

湍流边界层逆转捩机制的实验研究

实验研究了板面向下的平板边界层中的逆转捩现象,测量了加热前后湍能生成项,耗散项和吸收项的变化规律,初步解释了逆转捩发生的物理机制。实验结果表明,通过加热,形成稳定的密度分层结构,在距离平板前缘 400—1000 mm 范围内,湍能生成项变为负值,成为实际上的湍能集中吸收区,使得边界层内层的湍流能量被迅速吸收;近壁区的小尺度涡对于湍能的耗散作用进一步增强;同时浮力引起的湍能吸收项对湍能输运也起到了很好的抑制作用。外层流动失去了能量来源,从而使得流动逐渐从湍流演变为层流。     

电力负荷的混沌预测方法

借助混沌分析理论介绍了电力负荷时间序列的混沌性识别技术,给出了一种基于混沌负荷序列的预测方法－基于相空间轨迹演化模式的预报模型。该方法具有预测精度高、计算速度快的优点,在短期负荷预测中可获得相当满意的结果。     

Aronson映象复杂性的研究

探索Ａｒｏｎｓｏｎ映象周期－混沌－周期运动的复杂特性。数值工作表明，参量ａ＜２．２７也有倍化周期与混沌交替出现，并用Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数和功率谱等对混沌运动刻画，讨论了分岔图中的“网”结构。计算出倍化周期分岔的收敛速率，与一维映象的Ｆｅｉｇｅｎｂａｕｍ数作了比较。     

百日咳流行过程的关联分维研究

以辽宁省本溪市１９５５～１９９６年的百日咳逐月发病数(Ｘｔ)为根据,利用混沌相图和递次振幅图,发现Ｘｔ具有混沌分布的迭代模型·根据分形理论中关联分维的定义,得到本溪百日咳流行过程奇怪吸引子的分维值为２－６６７,其中计划免疫前分维值为２－７２２,计划免疫后分维值降为１－９３８,说明百日咳流行过程中,其相空间轨道存在有规则周期性或向平稳状态发展的趋势·通过对功率谱指数的分析,证明百日咳的传染是混沌的,动力性态符合一个受噪声摄动的高－低４年循环·     

混沌退火在神经网络函数优化计算中的应用

将混沌扰动直接添加到Hopfield网络中以提高网络在函数优化计算中的寻优能力.在寻优过程中,通过不断衰减混沌扰动幅度及混沌扰动的接受概率来实现混沌的模拟退火.接收概率衰减速度的调节可以控制混沌退火的速度,从而影响网络的收敛速度.网络在优化过程中经历了混沌粗搜索和梯度下降精搜索两个阶段.利用混沌的随机性和遍历性等特点,网络可以到达全局最优点附近,最终获得全局最优解.仿真结果证明了该方法的有效性.     

一类地磁逆转模型中的Hopf分岔分析

基于一个地磁逆转的混沌模型,我们考虑了余维一的H o pf分岔的存在性问题,通过使用李雅普诺夫稳定性理论,证明了此模型在Hopf分岔临界点附近能产生不稳定的极限环.该研究结果可以帮助我们更好理解地球磁场的逆转问题,以及平衡点的稳定性与混沌吸引子之间的关系.     

麻疹流行过程的混沌分形

以辽宁省本溪市１９５５～１９９６年麻疹逐月发病数为根据,利用谱分析得出本溪麻疹的传染是混沌的,动力性态符合一个受噪声摄动的高 低１～２年循环·利用混沌动力学相空间重构技术,给出本溪麻疹逐月发病数时间趋势图、混沌相图和递次振幅图,求出本溪麻疹逐月发病数混沌分布的迭代模型·并求出本溪麻疹流行过程奇怪吸引子的分维值为３－４２６６６７,其中计划免疫前分维值为３－４６２５０３,计划免疫后分维值降低为０－３３８４６１５,说明麻疹流行过程中相空间轨迹存在向平稳状态发展的趋势·     

圆柱绕流N一S方程数值解的非线性特性分析

数值模拟并分析了二维圆柱绕流向混沌转捩的情形．通过时间延迟技术和维数嵌入方法对速度时间序列重构相空间，并利用蛎线性动力系统理论方法（诸如相空分析、频谱分析、Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射），以及通过对混沌计量（如关联维数、Ｋｏｌｍｏｇｒｏｖ熵、Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数等）的计算，对不同雷诺数的Ｎ－Ｓ方程解的特征作了分辨．结果表明，在一定的雷诺数范围内解的是周期或周期的，并且有一个复杂的公叉途径向混沌转捩．     

Navier-Stokes方程中的混沌特性

基于建立的描述湍流问题的Navier-Stokes方程，忽略方程中的次要因素，利用二维傅立叶级数展开的收敛性质，对湍流方程中变量进行二维傅立叶级数展开，得到了可以描述湍流问题的混沌特性方程。该方法把湍流方程直接与Lorenz方程联系起来，大大简化了湍流方程的混沌特性求解过程。从该混沌方程出发可以对湍流的混沌特性问题进行研究。     

Chaotic electron diffusion through stochastic webs enhances current flow in superlattices

Understanding how complex systems respond to change is of fundamental importance in the natural sciences. There is particular interest in systems whose classical newtonian motion becomes chaotic as an applied perturbation grows. The transition to chaos usually occurs by the gradual destruction of stable orbits in parameter space, in accordance with the Kolmogorov-Arnold-Moser (KAM) theorem--a cornerstone of nonlinear dynamics that explains, for example, gaps in the asteroid belt. By contrast, 'non-KAM' chaos switches on and off abruptly at critical values of the perturbation frequency. This type of dynamics has wide-ranging implications in the theory of plasma physics, tokamak fusion, turbulence, ion traps, and quasicrystals. Here we realize non-KAM chaos experimentally by exploiting the quantum properties of electrons in the periodic potential of a semiconductor superlattice with an applied voltage and magnetic field. The onset of chaos at discrete voltages is observed as a large increase in the current flow due to the creation of unbound electron orbits, which propagate through intricate web patterns in phase space. Non-KAM chaos therefore provides a mechanism for controlling the electrical conductivity of a condensed matter device: its extreme sensitivity could find applications in quantum electronics and photonics.     

等离子体中准周期混沌的实验观察

本实验研究了非驱动放电等离子体中趋向混沌的准周期道路。从实验信号的功率谱分析和Lyapunov指数计算定量地描述了准周期到混沌的转变。同时在这种等离子体混沌中还发现了低维奇怪吸引子。     

基于耦合映象模型的交通流混沌现象分析

针对交通流耦合映象模型中出现的混沌现象，利用Matlab程序产生交通流时间序列，仿真研究了交通流车队中前后车辆之间车头间距的变化过程，并在此基础上讨论了参数变化对交通流运动状态的影响。结果表明，在该模型产生的交通流中，系统由于参数变化沿着Pomeau—Manneville途径走向混沌，从而验证了混沌现象在交通系统中确实存在。     

一维离散系统的混沌及其控制

详细研究一类一维离散系统的动力学行为,重点分析了该系统由周期运动到混沌运动的转迁过程,并根据其转迁特点设计了一种混沌控制方案,数值仿真结果表明我们的控制方案能够有效控制该系统的混沌状态。     

机械球磨和高压对Co相变的影响

通过高能球磨和高压技术对Co的相变过程及其机制进行研究, 结果表明, 具有六角密积结构的α-Co经60 h高能球磨后完全转变为具有面心立方结构的β-Co, 但继续球磨直到120 h, 未观察到β-Co向α-Co的逆转变. 由于球磨碰撞引起的缺陷层错和局域温度导致α-Co到 β-Co的转变. 研究发现, 高压下β-Co向α-Co相转变, 由于β-Co向α-Co的相转变为无扩散相变, 因此, 压力可使其形核热力学势垒降低, 即压力对β-Co向α-Co的相转变具有促进作用.      

非线性电路系统中可实现的混沌

通过实验观测手段描述了一个二阶非自治电路的动态性能和分岔现象。通过实验中改变不同的参数，导致对同一非线性动力学系统沿两种不同路径通向混沌。特别是在这个电路系统中所观察到的过渡混沌现象会引起我们对过渡过程研究的极大兴趣。     

一类数字混沌保密语音通信系统的保密性能分析

分析了一类数字混沌保密语音通信系统在回归映射攻击,相空间重构攻击,泄密攻击下的保密性能,实验和仿真表明基于数字混沌的保密语音通信系统比基于连续流混沌的保密语音通信系统有更强的保密性能,最后,提出了分时映射多刀开关及同时多映射复合的高维混沌等,以进一步提高保密性能。