Rate-dependent tipping-delay phenomenon in a thermoacoustic system with colored noise
Rate-dependent tipping-delay phenomenon in a thermoacoustic system with colored noise
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具有有色噪声的热声系统中与速率相关的倾斜延迟现象
DOI：
10.1007/s11431-020-1589-x
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发表时间：
2020-01
影响因子：
4.6
通讯作者：
Kurths Juergen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang Xiaoyu;Xu Yong;Liu Qi;Kurths Juergen
倾覆是多稳态系统中的一种现象，其中输入的微小变化会导致输出的巨大变化。当参数在一定时间范围内变化时，速率将影响小费行为。这些行为在广泛应用于航空、发电和其他行业的热声系统中是不受欢迎的。因此，本文旨在考虑具有时变参数以及加性和乘性有色噪声的组合激励的热声系统的倾翻行为。所提出的热声模型的瞬态动力学行为是通过标准随机平均方法导出的简化 Fokker-Planck-Kolmogorov 方程来实现的。然后，利用所获得的概率密度函数研究了具有随机涨落的速率相关热声系统的倾翻问题。我们的结果表明，与准稳态假设相比，速率延迟了倾倒参数的值，这被称为速率相关的倾倒延迟现象。此外，还详细分析了初始值、速率、参数变化时间以及噪声相关时间对速率相关的倾倒延迟现象的影响。这些成果对于航空、陆地燃气轮机等相关领域的研究具有重要意义。
Tipping is a phenomenon in multistable systems where small changes in inputs cause huge changes in outputs. When the parameter varies within a certain time scale, the rate will affect the tipping behaviors. These behaviors are undesirable in thermoacoustic systems, which are widely used in aviation, power generation and other industries. Thus, this paper aims at considering the tipping behaviors of the thermoacoustic system with the time-varying parameters and the combined excitations of additive and multiplicative colored noises. Transient dynamical behaviors for the proposed thermoacoustic model are implemented through the reduced Fokker-Planck-Kolmogorov equation derived by a standard stochastic averaging method. Then, the tipping problems of the rate-dependent thermoacoustic systems with random fluctuations are studied by virtue of the obtained probability density functions. Our results show that the rate delays the value of the tipping parameter compared to the one with the quasi-steady assumption, which is called as a rate-dependent tipping-delay phenomenon. Besides, the influences of the initial values, the rate, the changing time of the parameters, and the correlation time of the noises on the rate-dependent tipping-delay phenomenon are analyzed in detail. These results are of great significance for research in related fields such as aviation and land gas turbines.
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