超点阵斑图研究进展

概括了几种斑图系统包括Faraday系统、铁磁流体动力学系统、对流系统、反应扩散系统及非线性光学系统中超点阵斑图的研究进展。介绍了本研究小组在介质阻挡放电系统得到的4种超点阵斑图及其时空动力学特性,对超点阵斑图研究进行了总结与展望。     

时间延迟反馈控制斑图形成

在Chlorine-iodine-malonic-acid反应扩散体系中,研究了时间延迟反馈对体系时空动力学的控制作用。首先,理论分析发现调节延迟时间和反馈强度会影响体系霍普夫分岔行为。其次,数值模拟发现时间延迟反馈可诱导体系从稳定定态、图灵斑图态向螺旋波态、整体振荡态的转变。     

一类反应扩散系统的振幅方程及其斑图稳定性分析

分析了Brusselator模型产生斑图的必要条件,求得系统在图灵分岔处的振幅方程,进一步讨论了对应斑图的稳定性.在此基础上,通过数值模拟,验证了理论分析的正确性.     

超点阵斑图形成前放电丝时空特征

为了更清楚地了解超点阵版图形成的规律,实验研究了介质阻挡放电中超点阵形成前放电丝的时空特征.结果发现,如果单个放电丝边界呈锯齿状,放电丝没有固定的运动方向,并且单个放电丝的放电时间间隔没有明显的长短交替行为,那么升高外加电压后斑图不会演化成超点阵斑图.如果单个放电丝的边界平滑、相互之间存在粘连并且运动方向总朝着几个固定的方向,单个放电丝的放电时间间隔有明显长短交替行为,那么升高外加电压将出现超点阵斑图.     

反应扩散系统中短波不稳定性下的时空斑图

利用扩展的三变量布鲁塞尔模型,得到了新的时空斑图,其中包括振荡四边形斑图、调制条纹斑图以及螺旋波斑图.通过对模型进行线性稳定性分析,发现这些时空斑图是由于短波不稳定性所引起的.另外,还研究了系统大小对时空斑图的影响.     

双层Lengyel-Epstein模型不同耦合形式下的图灵斑图

采用双层Lengyel-Epstein模型研究了2个子系统在不同耦合形式下斑图的形成机制。研究3种不同波数比的条件下,耦合形式和耦合强度对斑图的形成的重要作用。当波数比为1时,2个子系统会出现相同的简单斑图(如简单六边形、四边形和条纹斑图),耦合形式和耦合系数的改变未对斑图的形成产生影响;当波数比大于1时,短波系统出现种类丰富的复杂斑图。由于图灵模间发生共振耦合:线性耦合系统出现白眼超六边和类蜂窝斑图,非线性耦合系统选择环状超六边和白眼等复杂超点阵斑图。另外,2种耦合形式图灵模产生共振所需的耦合强度不同。     

一类捕食食饵系统中交叉扩散诱导的图灵不稳和斑图

研究了一类具有交叉扩散的捕食食饵模型的斑图形成.证明了交叉扩散破坏了正平衡点的稳定性,得到了交叉扩散导致不稳的条件.另外,数值模拟结果不仅支持了该理论,还显示模型具有复杂的空间斑图:条状斑图、点状斑图以及点条混合斑图.研究结果表明交叉扩散在斑图的形成中起着重要的作用.     

三维斑图形成的格子Boltzmann方法模拟

该文给出了模拟三维反应-扩散方程组的格子Boltzmann方法的Lattice Bhatnagar Gross Krook（简记LBGK）模型D3Q7.并用该模型模拟了氯—碘—丙二酸反应动力学模型中的图灵斑图和螺旋波斑图的形成.     

Belousov-Zhabotinsky反应斑图形成的图灵不稳定分析

基于经典的Tyson模型,对Belousov-Zhabotinsky(BZ)反应进行了图灵不稳定分析,得到了使BZ反应产生图灵斑图的数学条件,并对计算结果进行了数值模拟验证.在分析过程中,利用傅里叶展开法将偏微分方程转化为若干常微分方程的和,通过Routh-Hurwitz判据来判断系统平衡解的稳定性,以得到系统在不考虑...     

格子Boltzmann介质中的Turing斑图

给出一种人工介质——格子 Boltzmann介质的物理描述 .通过对格子 Boltzmann介质中参数的选择 ,建立该介质中粒子运动演化方程 ,进而得到宏观上的扩散反应系统 .作为算例 ,给出两种典型的 Turing斑图     

一类非线性奇摄动捕食-被捕食反应扩散系统

研究了一类具有非线性捕食-被捕食反应扩散系统奇摄动问题.在适当的条件下,利用微分不等式理论讨论了问题解的渐近性态.     

A class of nonlinear nonlocal singularly perturbed reaction diffusion systems

The singularly perturbed initial boundary value problems for the reaction diffusion system are raised. Firstly, under suitable conditions, using a iteration technique, the differential inequalities theorem is constructed and introducing two auxiliary functions the existence and uniqueness theorem of solution for the basic reaction diffusion system is proved. Using the singularly perturbed method the formal asymptotic expressions of the solution are constructed with power series theory. By using the comparison theorem the existence and its asymptotic behavior of solution for the original problem are studied. Finally, using method of estimate inequalities, the structure of solutions for the problem is discussed thoroughly in three cases and asymptotic solution of the original problem is given. The asymptotic behavior of solution in the three cases is proved.     

一类分布式分数阶反应扩散系统的边界反馈镇定

研究了一类分布式分数阶反应扩散系统的边界反馈镇定问题。首先分析了目标系统的稳定性,并运用backstepping方法得到了系统的状态反馈控制器和具体的核矩阵函数表达式,使所研究的系统镇定。在此基础上,考虑了异位和同位两类输出测量,并分别设计出相应的观测器和输出反馈控制器,最终实现闭环系统的渐近稳定。     

一类高次自催化反应扩散系统平衡态的稳定性及分歧

研究了一类发生在密闭容器内且扩散系数不同的高次自催化反应,用线性化理论讨论了平衡态(u,v)=(μ ,μ)的稳定性,并且证明了由稳定态产生的分歧是稳定空间非一致解的必要条件是参数D(=λb/λa)<(n-1)2/(n-1)(其中λa,λb分别是化学物种A和B的扩散系数).进一步用弱非线性理论分析了接近分歧点的空间非一致解的性质.     

无界域上部分耗散系统解的全局存在性和唯一性

为了包含常数解以及行波解等特殊形式的解,用加权空间作为相空间,考虑了带有任意阶多项式增长指数非线性项的部分耗散系统,证明了系统所对应的解在L2〈γ〉(Rn)×L2〈γ〉(Rn)(γ＞n/2)中的全局存在性以及唯一性.     

一类代数上的逻辑学（Ⅱ）

Ｚａｄｅｈ的复合命题演算方法（简称ＣＲＩ方法）虽然已被广泛采纳并在应用上取得了很大成功，然而ＣＲＩ方法至今尚未有严格的理论基础．本文在一类模糊公式代数Ｆ（Ｓ）上通过特殊的赋值方法为模糊取式（ＦｕｚｙＭｏｄｕｓＰｏｎｅｎｓ）与模糊拒取式（ＦｕｚｙＭｏｄｕｓＴｏｌｅｎｓ）建立了严格的逻辑基础．其中关于ＦＭＰ的一个结果不只是Ｚａｄｅｈ的ＣＲＩ方法相应结果的改进，而且也是首次把ＣＲＩ方法纳入了模糊逻辑的框架之中，沿此途径，进一步提出并研究了前提与结论之间的支持度与相似度的理论．     

推流式反应器系统中的非线性反应扩散方程

自上世纪初污水生物处理技术出现以来,应用附着微生物的生物膜反应器就一直发挥着不可忽视的作用.连续搅拌釜式反应器与推流式反应器是较为常见的两类生物膜反应器,真实反应器往往介于这两类反应器之间.对推流式反应器,现有的分析大都假设其内部沿反应器长度的径向任一点的流速     

反应扩散方程组在分数幂空间的整体吸引子

本文研究如下具有色散的反应扩散方程组ｕｔ＝ＤΔｕ－γｕ＋Σｎｊ＝１Ｂｊ（ｘ）ｕｘｊ＋ｆ（ｕ），ｘ∈Ω，ｔ＞０，ｕ（ｘ，ｔ）＝０，ｘ∈Ω，ｔ＞０，ｕ（ｘ，０）＝ｕ０（ｘ），ｘ∈Ω．（１）其中Ω是Ｒｎ中的有界开集且具有光滑的边界Ω，ｕ＝（ｕ１，…...