微生物连续培养过程中动态行为研究

研究了具有底物和产物抑制以及代谢过量特征的微生物连续培养过程的数学模型。在模型中引入连续时滞，通过计算得出系统在一定的操作条件下存在Hopf分叉以及分支值随操作参数变化的规律，并对系统的周期性进行了研究，同时，利用数值解法绘制了周期解的图形和相图，该模型定性地描述了实验中的振荡和过渡现象。     

一类具有阶段结构的时滞捕食系统的周期解

研究一类捕食者具有阶段结构和Crowley-Martin功能性反应的时滞捕食系统.通过分析特征方程根的分布,得到系统正平衡点的局部稳定性和局部Hopf分叉的存在性的充分条件.进一步,利用中心流形定理和规范型理论,给出确定Hopf分叉方向和分叉周期解稳定性的计算公式.最后,利用仿真实例证明了理论分析结果的正确性.     

金融市场中递增扩张映射模型的混沌吸引子分叉

对TRAMONTANA F等人的模型进行了简化,提出了有两个不连续点的一维映射模型,重点研究描述了该模型的递增扩张映射的混沌吸引子的相关分叉:首先研究排斥环的同宿分叉,并在参数平面(mL,mR)上确定混沌存在的区域,然后给出混沌吸引子边界碰撞分叉,并解释了引起吸引子几何结构变化的机理.     

二元机翼系统的极限环颤振与混沌运动

运用微分方程定性理论和分支理论对不可压缩流中具有二次非线性俯仰刚度的二元机翼系统在非零平衡点发生极限环颤振和混沌运动进行探讨。首先应用中心流形理论将四维系统进行降维,用高维Hopf分支定理确定系统发生Hopf分叉的分叉点;然后通过计算系统焦点量的值来判别分叉点的稳定性和类别,并用分支问题的Liapunov第二方法给出了系统发生Hopf分叉的类型;最后采用四阶Runge-Kutta法对理论分析进行数值模拟,发现两者结果是一致的,通过数值分析法,得到了系统通向混沌的道路,以及在混沌区域存在周期为5的周期运动。结果表明:系统的分叉点为一阶稳定细焦点且发生超临界Hopf分叉,产生稳定极限环;系统通向混沌的道路为倍周期分叉。     

具有周期为非单调闭轨族系统的分叉

本文从理论上讨论了具有为非单调闭轨族的Hamilton系统在周期小扰动下的次谐分叉,给出了相应的判据。用这种方法不仅能讨论同周期分叉现象,而且能分析更为复杂的其他分叉现象。     

关于非线性和分叉

本文从非线性问题一般特点入手,进而将非线性问题和分叉相联系,文末给出了分叉现象的一个一般化的新定义,并认为分叉现象是非线性问题的本质朴点。     

Maxwell-Bloch方程的Hopf分叉研究

主要考虑了基于Maxwell-Bloch方程激光模型的动力学行为,分析了Maxwell-Bloch方程的平衡点稳定性和Hopf分叉行为,给出了相应的数值模拟及分叉图.     

产生有毒物质的浮游植物—浮游动物离散动力学模型分析

从浮游植物与浮游动物的连续动力学模型出发,建立了一个浮游生物的离散动力系统,然后研究了正不动点的存在性、局部稳定性以及关于环境对有毒浮游植物的最大承载能力的局部分叉,并且运用中心流行定理分析了在flip分叉值处不动点的局部稳定性,最后用数值模拟方法验证了不动点的局部分叉,描述了捕捞力度对浮游生物资源的可持续利用的影响.     

多级并联Boost变换器中的快标分叉控制研究（英文）

峰值电流控制模式多级并联Boost变换器是一种时变参数非线性系统,极易产生时域上的快标不稳定现象。本文基于非线性系统的分叉理论,采用斜坡补偿法对其进行了分叉控制,给出了斜坡信号补偿幅度的理论要求,并分析了不同参数对补偿幅度的影响。数值仿真与理论计算结果一致表明分叉控制的有效性。     

非线性振动系统的亚谐分叉及物理参数条件

在非线性参数振动系统动力分叉理论分析的基础上，进一步对实际物理系统的分叉特性进行了研究．着重讨论了系统物理参数与不同拓扑结构分叉响应的对应关系及力学性质，指出实际物理系统可能产生分叉的条件．     

一类Z8-等变对称七次系统的极限环分枝

本文研究了一类Z8等变对称的七次微分扰动系统,在个人计算机上推导出八个拓扑结构相同的焦点中其中一个的前5个奇点量,进而得出其前5阶焦点量,并得出由八个拓扑结构相同的焦点共可在一定条件下分支出40个极限环的好的结论,同时找出了它的分支条件及极限环稳定性的判断条件．     

混合扰动下从闭轨族分支空间周期解

目的判断三维系统从闭轨分支空间周期解。方法利用中心流形定理并结合平面系统的分支理论。结果得到了两个判断一般三维系统从闭轨分支空间周期解的定理。结论推广了已有的平面系统的结果。     

政府征税与补贴Bertrand博弈模型的动力学分析

在政府同时实施征税与补贴政策的背景下,基于有限理性建立了动态Bertrand博弈模型。利用Jury条件分析了系统平衡点的局部渐近稳定性,均衡点失稳后系统的演化过程采用数值模拟的方法进行讨论。讨论发现,企业利润在Nash均衡态最优,价格调整速度过高或政府给予的补贴份额过低均使系统进入混沌,企业利润将出现负增长。为了保证企业处于盈利模式,采用状态反馈和参数调节控制策略使系统长期处于Nash均衡。此外,分析吸引盆内部结构发现,过高的调整速度使系统发生全局分岔,初始决策的选择出现不可预测性。     

具抑制因子的肿瘤生长模型自由边界问题的分歧分析

研究具有抑制物因子的肿瘤生长模型的自由边界问题,主要分析该问题的分歧现象.此模型中肿瘤的进攻性由参数μ来描述,首先证明了该问题当半径r=R_s时有唯一径向对称稳态解.在此基础上还证明了存在正整数m∈R和序列μ_m,使得μ_m(m>m),均存在由径向对称稳态解分歧出来的非径向对称稳态解.     

具有时滞的稀疏效应捕食-被捕食模型的分支分析

研究了一类有时滞的稀疏效应捕食-被捕食模型.选择时滞τ为分支参数,得到了当时滞τ通过一系列的临界值时,Hopf分支产生,即当时滞τ通过某些临界值时,从平衡点处产生一簇周期解.利用规范型及中心流形理论,得到了确定Hopf分支的稳定性及方向的具体算式.最后,用数值模拟验证了分析结果的正确性.     

超临界平面耦合轴向运动梁的静平衡分岔

运用数值方法研究固定边界条件下,超临界速度范围内的轴向运动梁横向与径向耦合平面的静态平衡位形分岔行为,其中轴向运动梁的静态平衡位形包括直线形状的0解,以及随传输速度分岔得到的曲线形状的非平凡分岔解.在梁的两端固定的边界条件下,运用有限差分法对轴向运动梁平面耦合非线性方程以及对应于非线性平面耦合方程的静态平衡方程作数值解.以铜材料的梁为例,数值求解轴向运动梁耦合平面的静平衡非平凡解,并仿真分析了系统参数对非平凡分岔解的影响.     

一类自适应网络上的传染病模型研究

利用多项分布下的三元组逼近公式,对自适应网络中的SIS矩封闭传染病模型进行封闭,研究多项分布下自适应行为对传染病传播的影响,通过定性与稳定性理论,得到了模型的基本再生数R0,分析了平衡点的稳定性.得到断边重连自适应行为对传染病传播具有多重作用:当相对传染率足够小时,模型发生标准的前向分支,R0<1时疾病趋于灭绝;反之,从数学理论上严格证明了重连可导致后向分支和鞍结点分支等复杂动力学行为的发生,因此R0<1不足以控制传染病的传播。     

广义Burgers方程的动态分歧(英文)

对广义Burgers方程给出了分歧分析,在两种情形下证明了当参数λ穿过第一临界值λ0=1时,该问题分歧出一个吸引子.该分析是以新的而又成熟的吸引子分歧理论为基础,同时运用了特征值分析和中心流形约化方法.     

三阶非线性电容电路中的闭轨分岔与混沌

选取一个含非线性负电容的三阶自治电路,对其状态方程所描述的向量场的特征空间进行分析与计算,根据闭轨产生的条件,求出了闭轨存在的解析式.据此计算并模拟出一条可演化成同宿轨道的闭轨,谊闭轨进而分岔形成双涡卷混沌.     

具有时滞的Logistic模型的Hopf分支的频域分析

运用频域法研究了一类具有时滞的Logistic模型.选择时滞τ为分支参数,得到了:当时滞τ通过一系列的临界值时,Hopf分支产生,即当时滞τ通过某些临界值时,从平衡点处产生一簇周期解,最后,用数值模拟验证了分析结果的正确性.