单向耦合布鲁塞尔体系相干共振信号的放大与维持(英文)

本文采用数值模拟的方法研究了参数不均匀性,耦合和噪音的协作效应对单向耦合布鲁塞尔体系相干共振的影响作用,其中噪音仅加于无耦合的控制体系.研究结果发现:具有相同控制参数的耦合体系,在耦合和噪音协作效应的影响下,存在最佳的耦合强度使控制体系的相干共振在受控制体系中得到增强.对于不同控制参数的耦合体系,参数不均匀性,耦合和噪音的协作效应对控制体系相干共振的增强或维持起决定性的作用.另外,当耦合强度和噪音达到临界值时,参数不均匀性的作用消失,此时控制体系和受控制体系之间出现了动力学行为的同步现象,此时意味着体系中的相干共振信号不能进一步得到改变,整个耦合体系的动力学行为对于噪音和耦合具有鲁棒性.     

耦合细胞体系中多重随机共振对噪声的选择效应

以Hǒfer提出的细胞内钙离子振荡模型为研究对象,考察了噪声诱导的钙振荡信号在一维双向耦合细胞体系中的传递行为,发现当单个细胞受到外噪声扰动时,其输出信号的信噪比（signal—to-noise ratio：SNR）会在两个不同的噪声强度处呈现极大值,表明噪声在细胞中可以诱导出双重随机共振现象．特别重要的是,当多个细胞耦合时,通过耦合作用,第一个细胞中的共振行为可以沿着耦合细胞链向下传递,并表现出不同的特征：离第一个细胞较近和较远的细胞表现出双重随机共振现象,而处于中间位置的细胞则表现出多重随机共振现象．并且,产生多重共振的细胞数目会随着耦合强度的增加而增多．这些现象表明细胞体系可以通过调节耦合强度,借助于多重共振机制,对噪声诱导的细胞信息做出有效的选择．     

非高斯乘性噪声驱动下神经元系统的相干共振

为研究非高斯乘性噪声对神经元系统放电行为的影响,对Rulkov神经元模型进行了数值模拟。通过研究由非高斯色噪声诱导下神经元的放电时间序列,发现了非高斯乘性噪声强度和相关时间影响神经系统的放电行为;采用相干系数R进一步衡量放电行为的规则性,研究并论证了存在最优的噪声强度和相关时间使得相干共振R出现最小值。充分表明非高斯乘性噪声可以诱导神经元产生相干共振现象。     

一类耦合系统的解及共振

考虑了1类基尔霍夫方程的耦合系统,利用代数分析方法获得了其解的存在性和多重性,并结合实际背景,对系统及其解的物理意义进行了阐述.研究表明,当参数满足不同的取值区间时,系统分别存在n对、不少于n对或3n对解,这些解在日常应用中呈现为共振形态.     

桅杆结构的自参数共振分析

给出了桅杆二阶和三阶非线性耦合的模态运动的表达式 ,并用解析法分析了简化的桅杆模型的参数共振 ,最后用数值积分法对一实际的桅杆结构进行了参数共振分析 ,得出了很合理且有意义的结论 ,对桅杆结构的自参数共振进行控制提供了理论依据     

一类耦合系统的共振经典解

考虑了一个基尔霍夫型问题的弱耦合系统,利用代数分析的方法获得无穷多共振经典解的存在性。特别地,当系统中的参数满足不同条件时,单个弱耦合的函数分别对应了1个、2个或3个线性相关的经典解。     

二维耦合细胞体系尺度大小对系统响应能力的调控作用

利用Berridge提出的细胞内钙离子振荡最小化模型, 通过数值模拟方法考察二维(N*N)耦合细胞体系对外界刺激的集体响应行为. 发现在一定的耦合强度下, 当耦合单元数目取适当值时(如C_µ = 0.07, N = 4), 体系输出信号的信噪比有极大值, 表明在二维耦合体系中也产生了动力学体系尺度共振现象. 同时还发现随着耦合强度的变化, 该体系对外界刺激的响应所对应的体系尺度发生了迁移, 而且随着耦合强度的增大其响应的体系尺度范围也有所扩大. 这些现象表明耦合单元数目、耦合强度都对生物细胞体系感受外界刺激的能力有重要的调控作用, 生物体系有可能利用这些现象来提高其自身对外界刺激的响应能力.     

色噪声驱动下延迟双稳系统中的相干共振

研究了乘性色噪声和加性白噪声驱动下的延迟双稳系统.应用Kampen理论、Novik-ov理论、绝热近似理论和两态理论得到功率谱表达式.发现了随着加性噪声强度的增加出现了相干共振现象,且共振发生在延迟时间与加性噪声强度之间.乘性噪声强度会降低系统的输出;色噪声的自相关时间能够加强系统的输出;且在较大的自相关时间下,较小的加性噪声强度就能使系统产生共振现象.     

地基-非线性结构体系空间效应的主共振

为了揭示地基-非线性结构相互作用体系的动力行为，采用现代动力理论对体系的振动方程进行了定性分析。假定非对称结构的恢复力为双线性模型，地基土为集中参数模型，建立了地基-结构空间相互作用模型。采用多尺度法研究了地基-结构相互作用空间效应的主共振，得到主共振的定常解并讨论了其稳定性，通过算例得到了体系水平刚度与扭转刚度成某一关系时的振动特性与能量传递规律。     

一类耦合系统的无穷多共振解

[目的]考虑含有线性项的基尔霍夫型耦合系统无穷多解的存在性.[方法]利用本征值问题相关理论和代数分析方法进行求解.[结果]获得无穷多经典解,在实际应用中它们表现出共振形态.[结论]每一个扰动函数至少对应一个共振解,系统中的参数满足不同条件时分别有1族、2族或3族解,并且通过实例验证了结果的可靠性.     

非对称三值噪声激励下一类线性系统的随机共振现象

研究了一类具有外部周期信号的线性系统在乘性非对称三值噪声激励下呈现随机共振现象的情况.采用Shapiro-Loginov公式,计算出系统输出信号振幅的精确表达式.通过平面及三维图示分析,系统观察出两类广义的随机共振现象.也就是系统在某些参数下,输出信号振幅随着三值噪声强度及其非对称度的变化显现出非单调依赖性.     

乘性噪声作用下线性系统的随机共振及其抑噪应用

在二阶线性系统的阻尼系数和固有频率同时受一类乘性噪声干扰下,详细研究利用欠阻尼二阶线性系统中的随机共振消除此类噪声。研究表明,当二阶线性系统的固有频率和被测信号均受乘性高斯白噪声干扰下,欠阻尼二阶线性系统中存在随机共振现象,该系统的平均输出幅度增益呈现非单调变化,不仅在一定条件下大于无噪声时的增益,而且调节适当的系统参数和噪声强度能够提高幅度增益。因而只要使系统处于共振区域,就会使夹杂在噪声中的被测信号突现出来,从而实现信号的检测。采用可视化仿真软件SIMULINK对此进行了实例模拟。仿真证实了该方法消除乘性噪声的可行性和有效性。     

双稳系统中随机共振现象的研究

利用在绝热近似条件下的信噪比（SNR）理论，研究了具有乘性和加性噪声以及周期信号共同作用下双稳系统的随机共振（SR）现象，考虑噪声之间有关联的情况，得到了系统的SNR表达式，发现噪声关联使系统的SNR不仅依赖于噪声之间的关联强度，而且强烈地依赖于系统的初始条件。     

随机共振技术检测弱信号的两种方法的比较研究

详细介绍利用随机共振技术检测微弱周期信号的原理,采用增加噪声强度及调节系统参数2种方法提取周期弱信号,相应的给出了数值模拟仿真实验,由此得出2种方法具有协调统一性．     

磁性纳米颗粒系统的铁磁共振和共振线宽分析

 对非相互作用磁性纳米颗粒系统的FMR线型模型进行了研究,以铁磁体从应用场中获得自由能F为例,导出磁性颗粒在较小各向异性时,共振场H_r与有效各向异性场H_A^eff的关系,这个结果与Raikher和Stepanou的结果一致.继而还对共振场线宽进行了分析,并与Smit和Beljers模型进行了比较,其结论说明:在超顺磁区域有效各向异性场H_A^eff对塞曼(Zeeman)相互作用和附加应用场H是不确定的.尤其是这种情况在H_A^eff较小、高温(高温区域),且H_A^eff≈H时,变得更显著.为此提出了随机颗粒阵列及参数特征对这个结果的影响机制.     

映射神经元前馈环网络基元中的随机共振和相干共振

采用映射神经元模型,通过数值模拟方法研究了由3个神经元组成的前馈环（Feed—Forward—Loop,FFL）网络基元中噪声对体系非线性动力学行为的影响．由3个神经元组成的前馈环网络基元,因神经元本身分为兴奋和抑制两种类型,共有8种不同的形式．通过对不同类型前馈环网络基元的数值模拟,在多种类型的前馈环中发现了随机共振及相干共振现象．在对不同前馈类型及不同耦合强度下的结果进行比较后,发现不同的前馈形式及耦合强度对体系的动力学行为有着非常重要的影响．     

驱动两能级系统中的振动共振

考虑了一个两能级系统在高频驱动力作用下对一个低频驱动的隧穿响应,通过数值求解系统的动力学方程发现,当高频驱动力的幅度取某些特殊值时,隧穿响应将出现一系列离散的共振峰.在高频近似下得到了系统的有效动力学方程,从而分析得到了系统出现振动共振的条件,它很好地吻合了数值分析的结果.     

深水钻井隔水管与井口系统耦合力学行为分析

隔水管与井口系统的稳定性对海洋石油安全高效地生产与开发起着决定性的作用。为研究实际工况下的隔水管和井口系统的力学行为,综合考虑浪流载荷和土壤抗力等因素,建立了隔水管与井口系统耦合力学理论模型;并分析了张紧力和平台偏移量对隔水管和地层组合管柱力学行为的影响。分析结果表明,平台偏移量对隔水管与地层组合管柱的横向位移和弯矩影响不大,增加张紧力可以减小隔水管的横向位移和截面弯矩;同时也能减小地层组合管柱的横向位移,对增强井口系统的稳定性有促进作用。     

耦合极限环系统的混沌研究

在考虑振子振幅变化的情况下，耦合极限环系统的随着耦合强度的增大出现了混沌，当耦合强度超过临界值时，混沌又会消失而成为准周期运动．