双时滞HIV病毒的CD4$^+$T-细胞模型的稳定性和分支分析

本文研究双时滞HIV病毒的CD4~+ T-细胞模型.利用特征方程根的分别理论,分别研究具有单时滞和双时滞模型的线性稳定性.发现当模型中的时滞经过一系列临界值时,模型在平衡点经历了Hopf分支和Hopf-zero分支,并给出Hopf分支和Hopf-zero分支存在的充分条件.最后数值模拟验证了理论结果.     

具有平方、立方非线性项的耦合动力学系统1∶2内共振分岔

对一类具有平方、立方非线性项的耦合动力学系统1∶2内共振情形进行了研究A *D2首先,用直接方法求出该系统1∶2内共振时的Normal Form,该系统的Normal Form中,不仅含有平方非线性项,同时还含有立方非线性项A *D2通过采用适当的变量变换,将4维分岔方程约化成3维,进而得到单变量4次分岔方程A *D2最后用奇异性理论,研究了一类普适开折的分岔特性A *D2该方法可用于4维中心流形上流的强内共振时的分岔行为分析A *D2     

1∶2内共振情况下点阵夹芯板动力学的奇异性分析

内共振是一种典型的非线性动力学行为,点阵夹芯板在航空航天领域中有着广泛的应用背景.研究点阵夹芯板的内共振问题具有重要的理论及工程意义.在横向激励与面内激励联合作用下,基于四边简支点阵夹芯板的动力学方程,利用多尺度法得到极坐标形式的平均方程,进而化简成稳态形式的代数方程,研究其在1∶2内共振情况下的非线性动力学行为.该文利用推广的奇异性理论研究分叉问题,基于稳态形式的代数方程,计算出含有两个调谐参数、一个横向激励和一个面内激励这4个参数的限制切空间;在强等价的条件下,简化了稳态形式的代数方程;在非退化的情况下,计算出简化的代数方程的正规形;对于含有两个状态变量和4个分叉参数的一般非线性动力学方程的奇异性理论进行了推广;利用推广的奇异性理论得到正规形余维4的18个普适开折的表达式;计算出普适开折转迁集的表达式;这样清楚了点阵夹芯板受到小扰动,当分叉、滞后和双极限点产生时,调谐参数和激励参数之间的关系,数值仿真了转迁集和分叉图,结果表明在不同的分叉区域有不同的振动形式.     

一类非线性系统的周期扰动Hopf分支

研究了小周期扰动对一类存在Hopf分支的非线性系统的影响.特别是应用平均法讨论了扰动频率与Hopf分支固有频率在共振及二阶次调和共振的情形周期解分支的存在性.表明了在某些参数区域内,系统存在调和解分支和次调和解分支,并进一步讨论了二阶次调和分支周期解的稳定性.     

基于AP法的一类非线性机械动力系统的求解

用渐近摄动法分别一类机械系统的非线性运动控制方程1∶1、1∶2内共振主参数共振-1/2亚谐共振情况进行摄动分析,得到系统的平均方程.结果发现用渐近摄动法求得1∶2内共振的平均方程中会漏掉某些非线性项,而且内共振比值越大漏掉的项越多,由此可以看出渐近摄动法不适用于求解多模态之间内共振比值大的非线性动力学系统.     

Anti-Controlling Codimension-2 Bifurcation of Discrete Dynamical Systems in 1 : 2 Resonance北大核心CSCD

从分岔反控制的角度设计了一套非线性反馈控制策略,来实现离散动力系统1∶2共振情形下余维二分岔的各种分岔解。首先,针对传统分岔准则在确定高余维分岔点时存在的局限性,建立了一个1∶2共振情形下的余维二分岔的新显式准则,基于这个显式准则通过设计线性控制增益来确保此类余维二分岔的存在性。然后,推导了1∶2共振的中心流形,并基于范式方法通过设计非线性控制增益,分析了1∶2共振情形下余维二分岔解的类型和稳定性。最后,以一个Arneodo-Coullet-Tresser映射为例,在指定的参数点处通过控制实现了具有1∶2共振分岔特性的各种分岔解,进一步验证了理论分析。     

非线性转子-密封系统1∶2亚谐共振分岔研究

研究了转子-密封系统在气流激振力作用下的低频振动——1∶2亚谐共振现象．利用流体计算动力学（CFD）方法对转子-密封系统进行了流场模拟计算,辨识出适用于气流流场的Muszynska模型参数,并建立了转子-密封系统动力学方程．采用多尺度方法将系统进行3次截断,并得到系统响应．采用奇异性理论研究了系统的1∶2亚谐共振,进一步得到系统亚谐共振的分岔方程和转迁集,根据转迁集给出了在不同奇异性参数空间内的分岔图．同时,由分岔方程得到了亚谐共振非零解存在的条件．其分析结果对抑制转子-密封系统的亚谐振动有重要的工程意义．     

受迫振动的超临界输液管Galerkin数值模拟

当流速超过临界值,输液管的直线平衡位形会发生失稳,但是系统会重新稳定在新的曲线平衡位置.通过引入坐标变换的方法,动力学模型转变为含有变系数的偏微分控制方程.采用4阶Galerkin截断的方法,使控制方程转变为常微分方程.给出具体的数值算例,发现4阶截断的固有频率要比2阶截断的固有频率更精确.同时,计算出前两阶固有频率出现可公度的情况,从而激发2∶1内共振现象.利用Runge-Kutta数值模拟的方法,在发生内共振流速范围的特定区域进行大量数值运算,结果表明高维系统的条件下,管道的不同径向坐标点的横向位置处,均出现软硬特性,而在内外共振完全调谐时,出现双跳跃现象.     

一类具有分段常数变量的三维食饵捕食者系统的稳定性和分支行为

本文研究一类具有分段常数变量的三维食饵-捕食者系统的稳定性和分支行为,该系统由一个捕食者和两个食饵构成,其中一个食饵可由捕食者对另一个食饵的捕食行为中获益.首先通过计算得到三维食饵-捕食者系统对应的差分模型,其次通过选择合适的参数讨论边界和正平衡点的存在性,进而利用线性稳定性理论讨论平衡点局部渐近稳定的充分条件.将两个食饵种群的出生率以及最大环境容纳量作为分支参数,使用分支理论研究差分模型在平衡点处产生翻转分支、Neimark-Sacker分支、折-翻转分支和1:2共振分支的充分条件.最后通过数值模拟验证了理论分析的正确性.     

带有分段常数变量和避难所的天敌一害虫模型的稳定性和分支行为

研究一类带有分段常数变量和避难所的天敌-害虫模型的稳定性和分支行为.首先通过计算转化得到天敌-害虫模型对应的差分模型,利用线性稳定性理论讨论了正平衡态局部渐近稳定的充分条件.其次以害虫种群的内禀增长率或逃脱率为分支参数,利用分支理论研究了模型正平衡态处产生翻转分支周期解和Neimark-Sacker分支周期解的充分条件;并且使用正规形理论和中心流形定理构造了判断分支周期解稳定性的阈值.最后数值模拟验证了理论分析的正确性,并展示了该模型复杂的动力学行为.     

基于三类模型的四大银行股票收益率预测研究

运用时间序列分析的预测方法,对四大银行的股票日对数收益率序列进行拟合与预测分析,分别构建ARMA模型、GARCH模型以及ARMA-GARCH组合模型,通过模型比较,实证分析表明:在拟合效果上,ARMA-GARCH模型的拟合优度优于ARMA模型和GARCH模型;在预测效果上,ARMA模型的预测效果最优,ARMA-GARCH模型次之.     

Testing coefficients of AR and bilinear time series models by a graphical approach

AR and bilinear time series models are expressed as time series chain graphical models, based on which, it is shown that the coefficients of AR and bilinear models are the conditional correlation coefficients conditioned on the other components of the time series. Then a graphically based procedure is proposed to test the significance of the coefficients of AR and bilinear time series. Simulations show that our procedure performs well both in sizes and powers. This work was supported by the Hong Kong Polytechnic University Research Council, the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10671044) and the Science and Technology Bureau of Guangzhou Municipal Government of China (Grant No. LSBH-017)     

基于灰色微分方程的传染病预测

本文归纳总结了传染病的几类预测方法,并通过一个例子,将灰色模型和微分方程模型结合,用于传染病的预测.     

2011年研究生建模竞赛B题的评阅综述

本题从一项科研项目中提炼、并结合目前成为关注热点的隐身技术而设计,侧重于数学建模.结合题中的2个问题,可以抽象出3个平时比较少见的数学模型:几何模型,反射投影模型和积分方程模型.在竞赛中,前2个模型都有部分同学正确地得出,可惜的是,问题2所要求的积分方程模型,在近500份答卷,却无人得出,甚为遗憾.问题2属于一个需要同时确定数个彼此关联影响的函数的问题,处理这样问题的基本方法是建立以这些函数为变量的方程组,在这里由于确定相互影响的定量关系必须用积分,所以最终得出的是一个积分方程组.微分积分是大学数学中最基本最重要的概念和方法,由此不难看出,我们的基础教育中的弊病与问题,这需要引起有识之士们的反思.     

Testing coeffcients of AR and bilinear time series models by a graphical approach

AR and bilinear time series models are expressed as time series chain graphical models, based on which, it is shown that the coefficients of AR and bilinear models are the conditional correlation coefficients conditioned on the other components of the time series. Then a graphically based procedure is proposed to test the significance of the coeffcients of AR and bilinear time series. Simulations show that our procedure performs well both in sizes and powers.     

PM2.5相关因素及分布演变的研究

以武汉市和西安市的PM2.5检测点数据及气象数据作为基础,建立了相关性分析模型,灰色关联度模型,混合回归模型,高斯烟羽模型,分期治理最优化模型等模型,通过定量与定性分析的方法,从PM2.5的相关因素、分布与演变、控制管理三个方面,对两个市的PM2.5进行了深入的研究与探讨.     

非线性非均衡蛛网模型的动态分析

描述单商品市场价格波动的蛛网模型是动态经济分析中的经典模型 ,证明了由模型 ( )所生成的价格序列在一定的条件下不会出现 3以上周期运动和混沌现象 ,并对其进行稳定性分析 ,得到模型关于均衡价格稳定的六个判别定理 .     

基于参数模型的EVaR风险度量计算方法及实证研究

针对EVaR(Expectile-based Value at Risk)风险度量提出了基于GARCH类和SV波动率模型的EVaR风险度量计算方法,即EVaR计算的参数模型方法.并基于模拟学生t分布时间序列数据,给出EVaR样本外预测的失败率检验方法:Kupiec失败率检验和动态分位数(DQ)检验法.与采用CARE(Conditional Autoregressive Expectile)模型的EVaR计算方法进行了对比研究,结果表明基于GARCH类模型和SV模型相对于基于CARE模型有更优的EVaR预测效果.选取2004年1月5日到2009年12月30日的国内外五个股票市场指数数据,针对日对数收益率进行了EVaR风险度量的实证研究,得出在金融危机期间,基于参数模型的EVaR预测要比基于CARE模型的EVaR预测更接近市场实际风险.     

基于HP-ENN-MC模型降雨量预测

综合HP滤波、Elman神经网络、马尔科夫链的优点建立HP-ENN-MC模型对某地区10年内降雨量进行预测.以某地区1990-2015年植物生育期(6-10月)的降雨量数据作为实验训练样本,以2010-2015年(6-10月)的降雨量数据为实验的测试样本,证明HP-ENN-MC模型的实用性.由最后实验结果得到,预测平均相对误差为3.83%.所建模型能够对降雨量准确预测,与Elman、ENN-MC模型相比,HP-ENN-MC模型对降雨量预测更有效.     

我国房地产行业问题研究

结合数学、计量经济学和国民经济核算等方面的知识,分别从四个方面系统地研究了房地产行业的相关问题,首先,考虑到我国房地产市场存在地区差异性,利用地理加权回归方法(GWR)分别建立房地产行业需求和供给模型来反映该行业市场供需状况;其次,基于VAR模型分区域建立有效的房地产行业定价模型对未来房价走向进行预测,以西部地区的货币供应量对房价的影响为例,其滞后一期的货币供应量发生1个单位的正向变动,房价发生0.85个单位的正向变动;再次,对房地产行业关联度和发展态势建立了投入产出模型和固定效应的变系数面板数据模型,研究发现房地产行业与金融业、租赁和商务服务业、建筑业存在显著关联度,且根据固定效应的变系数面板数据模型结果,可具体分析房地产行业增加值的提高对其他行业的影响程度;最后,基于熵值法建立综合评价模型对天津市房地产行业的可持续发展性进行了研究和深入探讨.