Birhythmic 振子个体及群体行为的动力学研究
批准号:
12072261
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
徐伟
依托单位:
学科分类:
非线性振动及其控制
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐伟
中文摘要
Birhythmic振子动力学的研究是国际上最活跃的科学前沿之一。迄今为止,绝大部分的成果都是从统计角度来研究系统响应。虽然响应均值,方差等确定性指标可以直观地展现系统响应的性质,但是这些指标有时很难反映出噪声对于多稳态系统的本质影响。基于此,本项目拟通过最大化系统概率密度函数得出其对应的最可能轨迹作为随机birhythmic系统的确定性指标,来研究系统的响应、分岔和首次穿越时间问题。同时,探究耦合birhythmic振子网络的爆炸性行为及奇异态的产生机制,尝试发展用于判定耦合birhythmic振子网络上爆炸性行为发生的临界条件,奇异态是否存在的分析方法。目标是初步建立birhythmic系统动力学的理论分析和数值方法,推动随机动力学和网络动力学的发展,为生物、工程等领域提供重要的理论基础和分析方法。
英文摘要
The study of birhythmic dynamics is currently one of the most active scientific frontiers in the world. Till now, most of the achievements have been made from a statistical perspective to study the response of systems. Although the deterministic indexes including the mean value and variance of the response can visually display the characteristic of the system response, these indexes can hardly reflect the influence of noise on the system under stochastic disturbance. Based on this, the project intends to investigate different types of system responses by using the most probable trajectories corresponding to the maximum of the probability density function of the system as the deterministic index of the stochastic birhythmic system. Furthermore, we would like to explore the mechanisms in the network of coupled birhythmic oscillators through which the explosive phenomena and chimera state occur, and develop the analytical method to determine the critical conditions for the occurrence of explosive behaviors and the existence of chimera state. The objective of this project is to establish the theoretical and numerical methods for the birhythmic system, to probe a pragmatic research approach for stochastic dynamics and network dynamics, and to provide important theoretical and practical significance for real fields such as biology and engineering.
通过四年的努力和系统的研究,按照申请书的研究思路和技术路线,顺利完成了预定的研究计划。通过对随机激励下Birhythmic振子的动力学研究,取得了一系列成果,主要在如下几个方面取得进展:建立了随机扰动下birhythmic振子最可能动力学分析方法、获得了系统逃逸的最可能轨迹;发展了具有吸引排斥耦合的birhythmic振子网络爆炸性行为的分析方法,揭示了噪声诱导的两个稳定极限环之间跃迁的最可能动力学机理;将传统的高斯白噪声激励下的birhythmic振子分析理论和方法发展至Levy 噪声激励、泊松白噪声激励、含分数阶导数、具有单边碰撞以及含时滞项的birhythmic振子的研究,取得一系列创新性突破。在时滞Birhythmic生物系统中诱导或抑制自激励双节律性的作用机制、色噪声作用下分数阶birhythmic振动能量采集器的随机P-分岔行为、以及带有多吸引子风致振动Birhythmic型能量采集器的研究方面,取得一系列创新性应用成果。初步建立一套随机激励下Birhythmic系统的动力学理论和数值分析方法。按计划完成了项目全部研究内容,部分内容有扩展。.主办国际研讨会(网络)1个,主办国内会议4个,参加各类专业学术会60人次,参加项目的人员10人,包括博士生7人。本项目在Chaos、Nonlinear Dynamics、Physical Review E、International Journal Non-Linear Mechanics、International Journal of Bifurcation and Chaos等本领域国际著名杂志上发表论文18篇.
基于复分数矩的非线性随机动力学瞬态分析
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批准号:12372034
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项目类别:面上项目
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资助金额:53万元
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批准年份:2023
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负责人:徐伟
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依托单位:
随机激励下多稳态系统的临界过渡识别及Basin Stability分析
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批准号:11872305
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2018
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负责人:徐伟
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依托单位:
几类典型粘弹系统的随机动力学研究
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批准号:11472212
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项目类别:面上项目
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资助金额:90.0万元
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批准年份:2014
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负责人:徐伟
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依托单位:
2011年国际数理统计学会中国分会年会
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批准号:11126017
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项目类别:数学天元基金项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2011
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负责人:徐伟
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依托单位:
随机激励下一类典型非光滑系统的分岔和混沌研究
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批准号:11172233
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项目类别:面上项目
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资助金额:68.0万元
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批准年份:2011
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负责人:徐伟
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依托单位:
有界噪声激励下非线性系统的全局动力学研究
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批准号:10872165
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项目类别:面上项目
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资助金额:37.0万元
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批准年份:2008
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负责人:徐伟
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依托单位:
典型非线性系统随机混沌及其控制的研究
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批准号:10472091
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项目类别:面上项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2004
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负责人:徐伟
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依托单位:
高维非线性系统的随机分岔研究
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批准号:10072049
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项目类别:面上项目
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资助金额:17.0万元
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批准年份:2000
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负责人:徐伟
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依托单位:
国内基金
海外基金