洪水灾害研究的复杂性理论

作为一种高度复杂的自然现象,洪水灾害表现了不均匀性、多样性、差异性、随机性、突发性、迟缓性、重现性以及无序性等复杂性的特点,使经典的理论和手段已不适于伴随着人类经济活动的开展而日趋复杂化的洪水灾害系统的研究.由于复杂系统和复杂性理论的引入,为洪水灾害的研究注入了新的生机.复杂性理论在洪水灾害的研究中将扮演重要的角色,为解释洪水灾害中的复杂现象提供了崭新的方法论.本文提出从复杂大系统理论出发,借助于复杂性理论的基本数学工具(分形、混沌、神经网络等非线性动力学方法),研究和分析洪水灾害中的复杂现象,建立洪水灾害分析与模拟、反演与预测的综合集成方法,构造洪水灾害研究的复杂性理论框架.     

一类混沌神经元的控制

大脑是一个由大量神经元组成的非常复杂的非线性系统,这些神经元中包含着复杂的动力学行为:稳定态,周期态,甚至混沌行为.人们已经认识到混沌在大脑对信息的处理中扮演着重要的角色.如Freeman在兔子的嗅觉实验中发现,当兔子闻到一种它已知的气味时,它的嗅觉小球的活动呈极限环状态;而当兔子闻到一种未知气味时,它     

双稳系统中布洛赫波峰湍流的统计性质

双稳系统中的布洛赫波峰的横向失稳可以引起波峰湍流,其不规则运动体现为斑图中的漩涡自发而不规则地产生和湮灭.本文以受驱动系统的复Ginzburg-Landau方程为模型,研究了布洛赫波峰湍流的统计性质.计算了漩涡产生速率和湮灭速率,以漩涡数量时间序列为基础,给出了漩涡动力学变化遵循的主方程.对湍流中漩涡对关联函数的计算表明,漩涡产生/湮灭速率中各幂次项来源于漩涡产生/湮灭事件与周围不同数量的漩涡的短程相互作用.     

一种基于超混沌的水印算法

提出了一种基于超混沌的小波域数字图像水印算法.首先利用改进的Arnold变换,对二值原始水印图像进行置乱,再产生一超混沌序列对其加密,然后将水印信息嵌入原始图像小波域的低频系数,使得水印方案具有双重安全性.实验结果表明,该算法对JPEG压缩、图像加噪、剪切等攻击方式具有较强的鲁棒性,并且实现了盲检.     

基于区间同步实现混沌保密通信

利用区间同步方案实现混沌保密通信是基于脉冲和语音信号有一些间隙或一些幅度相对弱的区间的特点。在发射端,对语音信号在时域内进行压缩使其出现幅度为０－的一些区间,然后将脉冲信号或压缩后的语音信号对混沌信号进行调制。在接收端,利用约束来同步和自由演化同步,将所传送的脉冲信号或语音信号从已调制的混沌信号中提取出来。最后,以Ｈｅｎｏｎ映射和Ｄｕｆｉｎｇ混沌系统为例子进行计算机模拟。     

基于混沌相平面变化的弱信号检测方法研究

首先分析Ｄｕｆｆｉｎｇ方程的基本形式,然后阐述了基于相平面变化进行弱信号检测的工作原理,并给出仿真模型,最后利用此模型进行仿真实验。结果表明,此实验方法具有很低的信噪比工作门限,从而证明了此方法的确是可行的,此方法填补了弱信号检测理论一项空白。     

进化策略在控制混沌中的应用

将模拟自然界生物进化过程的进化策略用于控制混沌,提出了一种以改进后的混合进化策略指引混沌轨道的新方法．使混沌系统在微小扰动作用下,以较短的时间从某一给定的初始点到达要求的不动点附近区域,达到加快控制混沌的目的．对Ｈéｎｏｎ 映象进行了数值仿真,结果表明效果良好     

地震信号的能量维数及其在油气勘探中的应用

研究地震信息CDP记录的混沌与分形特征,通过数值计算,从CDP记录中提取其能量维数Df,将其应用实际勘探剖面进行油气颁的预测,结果与实际勘探情况符合得较好．     

单层扁锥面网壳非线性动力稳定性分析

用拟壳法建立了正三角形网格的三向扁锥面单层网壳的非线性动力学方程,在周边固定条件下,通过Galerkin作用得到了一个含二次、三次项的非线性微分方程,通过求Floquet指数讨论了分岔问题,在给定的初始条件下解得了此非线性动力系统的自由振动方程的准确解,通过Melnlkov函数得到了发生混沌的临界条件,通过数值仿真证实了混沌的存在。     

H2SO4电解液活度混沌现象

通过铅酸蓄电池电解液混沌的研究发现,当H₂SO₄电解液的温度和浓度超过一定值后,其电动势出现无规则波动,这是电解液活度无规则波动所致,是一种混沌表现.运用贝纳尔的牛顿-布森内斯克方程及动力学演化方程对这种混沌现象进行解析论证.