具有模糊性的单种群恒化器动力学模型研究

研究了一类具有模糊性的单种群恒化器模型.给出了模型依赖于模糊参数p的得失相当常数λ(p),且模型的动力学完全由λ(p)决定:如果λ(p)1,微生物绝灭平衡态全局渐近稳定;如果λ(p)1,微生物存在的正平衡态全局渐近稳定.基于上述分析,进而得到了依赖于模糊性的动力学行为的参数空间,并通过数值仿真验证了所得理论结果.研究结果为预测在模糊参数影响下的恒化器中微生物的演化趋势提供了有效的区间估计方法.     

具有Ivlev型功能性反应函数的随机恒化器模型的阈值

研究了一类具有Ivlev型功能性反应函数的随机单种群恒化器模型.证明了模型全局正解的存在唯一性和有界性,分析了模型的动力学行为,得到了微生物在恒化器中平均持续和绝灭的阈值条件.     

双恒化器系统的最优设计

基于恒化器培养的微生物生长动力学模型,提出了双恒化器系统在双营养流输入模式下的最优设计问题。求出了在一定的营养流分布下该问题的最优解,即双恒化器系统达到稳态时总体积的最小值,并对设计过程进行了稳定性分析,从而给出了双恒化器系统的最优设计。最后利用Monod动力学函数对该问题进行了实例分析。     

具有单调功能反应函数的随机恒化器模型的动力学行为

考虑到环境噪声对微生物连续培养的影响,研究了一类流出率受环境噪声扰动的具有单调功能反应函数的恒化器模型.利用随机微分方程比较定理得到了全局正解的存在唯一性定理;通过构造Lyapunov函数,证明了绝灭平衡点是随机全局渐近稳定的;证明了当噪声强度较小时,系统的解将围绕相应确定性模型的正平衡点振荡;当噪声强度较大时,噪声会引起微生物的整体溢出.所得模型及结论将现有结果推广至单调功能反应函数情形.     

一类具有单调功能反应函数的随机恒化器模型的渐近行为分析

考虑到环境噪声对系统的整体影响,建立一类具有单调功能反应函数的随机恒化器模型。利用It公式验证随机模型正解的全局存在唯一性;通过构造Lyapunov函数,证明当噪声强度较小时,系统的解将围绕相应确定性模型的平衡点振荡;最后,根据Hasminskii定理证明系统平稳分布的存在性。所得模型及结论将现有结果推广至一般情形。     

分数Brown运动驱动的具有壁附着的恒化器模型的随机吸引子

大多数恒化器模型忽略了微生物的壁附着行为，并且对随机生物系统的记忆效应研究较少。基于此，本文研究由分数Brown运动驱动的具有壁附着的恒化器模型的随机吸引子的存在性。首先，引入合适的停时序列，将连续随机动力系统转化为一序列小区间上的离散随机动力系统；然后，在小的闭球内构造随机集，并证明其紧性、缓增性、吸引性，由此证明所生成随机动力系统拉回吸引子的存在性；最后，通过数值分析验证所得理论结果的正确性和有效性。     

非高斯非平稳噪声背景下杜芬系统动力学仿真研究

研究非高斯非平稳噪声背景下非线性系统在微弱周期信号摄动下的混沌动力学行为,仿真过程证明被噪声污染的微弱周期信号使混沌系统的动力学行为变化很小;非高斯非平稳噪声对周期运动的影响较为明显。研究了微弱周期信号和非高斯非平稳噪声信号联合摄动下的混沌运动特征。     

具有多个参数扰动的随机恒化器模型研究

考虑了一类营养的输入浓度和稀释率同时受到白噪声干扰的随机恒化器模型.首先证明了模型正解的全局存在唯一性;其次通过构造Lyapunov函数的方法研究了在不同条件下随机模型的解围绕其相应确定性系统的正平衡点和绝灭平衡点的振荡行为;最后通过数值仿真验证了所得结论的正确性.     

一类具有隔离效应的随机SIS传染病系统的动力学行为

研究了具有饱和发生率和隔离效应的随机SIS(Susceptible Infective Susceptible)传染病模型的动力学行为.首先,给出具有任意正初值的随机系统全局正解存在的唯一性.其次,当R01,白噪声强度较小时,通过构造合适的Lyapunov函数,得出随机系统在确定性系统无病平衡点附近的渐进行为,说明疾病在此条件下将灭绝;当R01,且满足一定条件时,利用Hasminskii遍历理论得出随机系统存在遍历的平稳分布,这意味着疾病将持久流行.所得结果表明,环境白噪声对传统病系统的阈值具有重要影响.     

具有Michaelis-Menten食物链的随机恒化器模型的渐近行为

【目的】为了研究随机恒化器模型的渐近行为,本文考虑恒化器中一类稀释率受到白噪声干扰,具有Michaelis-Menten食物链的随机模型。首先证明模型正解的全局存在唯一性;【方法】然后通过构造Lyapunov函数,利用伊藤公式,得到模型的绝灭平衡点随机全局渐近稳定的充分条件;【结果】最后研究模型解的长期渐近行为,主要揭示在不同随机噪声条件下模型的解围绕其相应确定性模型的无捕食者平衡点和正平衡点的振荡行为。【结论】结果改进和推广现有文献的相关工作。     

平面多体机械系统的随机稳定性及Hopf分岔分析

首先建立平面多体机械系统的随机非线性动力学模型,得到It随机微分方程,求解了系统响应扩散过程的转移概率密度函数相应的FPK方程.然后运用拟不可积Hamilton理论对平面多体机械系统进行Hopf分岔分析,利用Lyapunov指数和奇异边界理论对该系统的局部和全局稳定性分别进行讨论.最后通过模拟平稳概率密度函数和联合概率密度函数的图像验证了理论结果.     

具有指定功率谱伪随机信号发生器的分析

在所有离散系统的模拟中,提供合适的概率密度函数的伪随机信号发生器是必不可少的.在某些情况下,还要求产生的伪随机信号不仅服从某一非高斯概率密度函数,而且具有某一指定的功率谱密度函数.针对这种情况,本文分析和讨论了一种伪随机信号发生器,利用它可以产生具有指定概率密度函数和功率谱密度函数的非高斯平稳随机信号,并给出了几组采用这种方法模拟的结果.     

关联色噪声对具有免疫监视下肿瘤细胞生长系统稳定性和瞬态性质的影响

基于具有催化作用的Michaelis-Menten反应模型,得到一种更全面的具有免疫监视下肿瘤细胞生长系统的一维朗之万方程.考虑肿瘤细胞增殖过程中生长环境等因素的变化而导致生长率和死亡率的波动,通过线性化近似和最快下降等方法计算系统的稳态概率分布函数和平均首次通过时间,并以此作为观察肿瘤细胞生长过程中的稳定性和瞬态性质的窗口,分析噪声对肿瘤细胞生长过程的影响.结果表明：1)当改变噪声强度D和Q时,肿瘤细胞数概率分布函数Pst(x)的结构会发生改变,系统产生多极值和单极值之间的结构转换,导致系统产生类相变;2)平均首次通过时间T＋(xu→x＋)是乘性噪声强度D的单调增函数,T－(xu→x－)却是D的单调减函数;3)T＋(xu→x＋)随加性噪声强度Q变化的图像出现一个类似“共振峰”的极大值,而T－(xu→x－)是关于Q的减函数;4)T＋(xu→x＋)随噪声间关联时间τ变化时,表现出单调递减和“共振峰”两种状态的转换,而T－(xu→x－)的图像随τ的变化呈现出单峰值样态;5)T＋(xu→x＋)随噪声间关联强度λ的变化出现类似于“共振峰”的极大值,T－(xu→x－)是λ的单调减函数.上述结果有助于人们掌握肿瘤细胞的生长动力学特性,不仅能够为临床上肿瘤细胞生长研究提供一定理论基础,而且还能为临床医学上肿瘤检测和治疗提供理论指导,对控制和治疗肿瘤疾病有一定的指导意义.     

Nakagami-m信道下认知中继网络的中断概率上界闭式解模型

为更准确地反映和评估无线信道衰落指数对认知中继网络中断性能的影响,提出了认知用户在Nakagami-m信道模型下的中断概率上界闭式解模型.首先在Nakagami-m信道模型下,对认知中继网络频谱重叠共享和最佳中继选择准则的联合约束限制进行分析,再利用分部积分推导出认知用户接收机信噪比的概率密度函数和累积分布函数,进而对概率密度函数进行条件积分,根据蕴合法则即事件概率不等式得出其中断概率上界闭式解模型.仿真结果表明:相比传统的瑞利信道模型,Nakagami-m信道模型下的中断概率闭式解能够反映信道衰落指数大于1时的系统中断性能,从而更准确地反映了实际信道衰落情况对认知中继网络的影响;此外,由于该闭式解模型考虑了主用户干扰限制条件,限制了认知用户的实际发射功率,因而降低了系统的中断概率.     

多孔介质分形模型的难点与探索

对分形理论的一些关键而又复杂的概念，如谱维数，Hurst数，稳定分布进行了讨论，谱维数是联系分形介质中静态结构参数和动程的桥梁，而Hurst数的大小划分各种类型的分形布朗运动，这也同时决定了分形介质中扩散过程的快慢，物质在分形结构中的扩散密度分布函数属于稳定分布，并对应用于分形介质扩散动力学各种方法的实质进行了分析，分数微分扩散方程可以得到扩散密度分布函数，但目前仍然是一种近似解，随机模拟方法比较直观，但决定过程的扩散密度分布函数目前只能采用预估的方法，而传统的差分方法比较实用，却能以给出对分形介质网格之间的扩散系数，因此，将分形理论应用于实际的多孔介质仍然有很多难点，有待未来更深入的研究。     

基于任务队列的网络信息有效分类传播模型研究

针对在线社交网络信息传播模型在事件描述中没有对其利害分类、等待时间概率下降意义模糊,提出了一种非线性时变信息有效分类传播方法,并在此基础上建立了事件分类的E-C模型。首先利用动力学的网络传播模型、传播用户之间的社会网络关系与用户行为之间的联系,其次结合任务优先级、等待时间与概率发生函数的非线性时变关系分析了在线网络信息传播模型,最后引入N指数函数建立E-C模型。仿真结果表明：传播过程中等待时间概率图遵循幂律分布,改进后的模型对有利事件与传统模型作对比,在等待时间概率分布图中的效果有23.1%的提升,对于有害事件,则有21.8%的提升,理论仿真结果与真实数据的变化趋势一致,提出的E-C模型合理、有效。     

统一展开理论应用于激光系统中的精度问题

通过提高推导过程中精度的办法得到了更完善的统一展开理论（ＵＥＴ），且用更完善的ＵＥＴ具体计算了单模染料激光色损失模型的光强定态几率分布，得到了与实验结果符合得更好的理论结果     

一类考虑媒体报道影响和垂直传染的随机SIS模型研究

研究了一类考虑媒体报道影响和垂直传染的随机SIS传染病模型的动力学行为。首先,证明了系统的全局正解的存在唯一性,同时分析了模型在相应确定性模型的地方病平衡点附近的渐近行为。其次,通过构造恰当的Lyapunov函数,得到了疾病灭绝的条件以及系统具有唯一遍历平稳分布的充分条件。最后,通过数值模拟验证了所得结论的正确性。     

随机应力过程应力峰概率密度函数分析

利用平稳随机过程峰值的概率分析,给出了计算应力峰概率密度函数的公式.通过研究随机过程峰值分布的规律,提出了由随机过程的功率谱密度函数来分析随机过程峰值概率密度函数的新方法.根据S.O.Rice对随机过程峰的一维概率分布的研究方法,扩展到对随机过程峰的联合概率密度的分析.文中分析了一个特殊的例子--零均值的平稳高斯随机应力过程,得到了很好的结果,为进一步进行疲劳损伤及寿命研究打下了基础.     

Van der Pol振子在随机激励下的Hopf分叉

研究了Van der Pol振子在宽带随机外部激励和宽带随机参数激励联合作用下的Hopf分叉.文中采用随机平均法将Van del Pol方程的幅值响应过程逼近为一维的Markov扩散过程.利用FPK方程的直接积分,得到了幅值响应的稳态概率密度函数.在此基础上,分析了系统在分叉点附近由于随机扰动的影响带来的系统局域行为的变化.从本文的研究中发现,非线性系统在随机外部激励以及两种不同的随机参数激励作用下,其分叉行为与确定性系统相比会有明显的变化。