用同步复极化终止心脏中的螺旋波和时空混沌

为了模拟电击除颤导致动作电位持续时间缩短, 在Luo-Rudy相I心脏模型中引入了同步复极化. 研究了同步复极化对螺旋波和时空混沌动力学的影响. 数值结果表明: 在控制周期比较小的情况下, 同步复极化可以有效消除螺旋波和时空混沌, 在有一些控制参数下, 同步复极化只能消除螺旋波, 或者只能消除时空混沌. 当螺旋波不被控制时, 观察到螺旋波转变为长周期和长波长的螺旋波或破碎成时空混沌的现象. 并对控制机制进行了分析.关键词：螺旋波时空混沌同步复极化控制     

用钙离子通道激动剂抑制心脏组织中的螺旋波和时空混沌

本文以LuoRudy91模型为基础,研究心脏组织中的螺旋波和时空混沌的抑制.提出应用钙离子通道激动剂来提高慢速内行钙离子流的最大电导率—Gsi,达到抑制螺旋波和时空混沌的目的.研究结果表明:该方法可以有效抑制心脏组织中的螺旋波和时空混沌,即使系统出现含时外行钾离子流的最大电导率—GK分布不均匀,该控制方法仍然有效.对控制机理进行了分析.     

局域反馈抑制心脏中的螺旋波和时空混沌

采用LuoRud91模型研究了螺旋波和时空混沌的抑制,提出用局域反馈控制方法抑制螺旋波和时空混沌,采用静止和运动控制器两种控制策略.结果表明:适当选择控制参数,静止控制器的局域反馈方法能很好抑制螺旋波,但不能有效抑制时空混沌;采用运动控制器的局域反馈方法能有效抑制螺旋波和时空混沌,抑制速度与控制器移动的速度有关,在选择适当的控制参数下,螺旋波和时空混沌能在很短的时间内被抑制.     

大规模富社团网络的时空混沌同步

以Plankton时空混沌系统作为网络节点,通过非线性耦合构成富社团(rich-club,RC)网络,研究其时空混沌同步规律.首先给出了RC网络中连接节点之间的非线性耦合函数的一般性选取原则.进而基于Lyapunov稳定性定理,理论分析了实现网络同步的条件.最后,通过仿真模拟检验了网络的时空混沌同步效果.仿真研究表明,RC网络中各富节点之间以及这些富节点各自星形连接的子网络中的所有节点均实现了完全同步。     

通过控制钙和钾离子流抑制心脏中的螺旋波和时空混沌

采用LuoRudy91心脏模型研究螺旋波和时空混沌的控制,提出联合使用钙通道激动剂和钾通道阻滞剂的控制策略来增大钙离子电导率和减小钾离子电导率,达到消除心脏组织中的螺旋波和时空混沌的目的.数值模拟结果表明,该方法可以有效抑制螺旋波和时空混沌,即使介质存在无扩散功能的缺陷时该方法仍有效.对控制机制做简单探讨.     

多可激性障碍下的螺旋波动力学

在许多实际可激系统中局部不均匀是广泛存在的, 它们是螺旋波形成以及动力学行为改变的重要因素. 本文研究了可激性障碍对螺旋波动力学行为的影响. 研究表明, 在障碍区域内可激性参数大于区域外情况下障碍会对其附近的螺旋波波头有吸引作用, 多局部障碍共存时吸引行为不仅依赖障碍分布, 而且依赖障碍的大小以及区域内可激性参数的具体取值. 通过抑制变量小值区域的变化分析了这些行为发生的原因. 在障碍区域内可激性参数小于区域外情况下障碍对其近邻的螺旋波波头有排斥作用, 排斥后波头的运动依赖初始螺旋波是刚性旋转的还是漫游的. 多局部障碍共存时排斥作用对螺旋波动力学行为的改变依赖障碍的分布、大小与区域内可激性参数的具体取值以及初始螺旋波的类型.关键词：螺旋波时空混沌可激性障碍     

钾扩散耦合引起的心脏中螺旋波的变化

在某些情况下, 心肌细胞外的钾离子浓度是变化的, 钾离子的横向扩散会导致细胞外钾离子的聚集和产生钾扩散耦合, 用考虑钾扩散耦合的Luo-Rudy相I心脏模型研究了钾扩散耦合对螺旋波动力学的影响. 数值模拟结果表明: 当钾扩散耦合比较强时, 钾扩散耦合使细胞外钾离子浓度先升高, 然后做规则振荡, 导致螺旋波做无规则漫游; 观察到螺旋波的波臂宽度和频率随钾扩散耦合的强度增大而减小, 这样, 当钾扩散耦合足够强时, 钾扩散耦合可以消除螺旋波和时空混沌.关键词：钾扩散耦合螺旋波时空混沌     

激光Maxwell-Bloch 方程时空混沌网络的同步研究

研究了激光Maxwell-Bloch 方程时空混沌网络的同步问题.对单模激光Maxwell-Bloch方程进行了修正. 以N个修正后具有时空混沌特性的单模激光Maxwell-Bloch方程作为网络节点构成复杂网络. 在考虑到网络连接过程中,节点时空混沌系统中的参量可能受到某种干扰而与实际值产生微小偏差的情况下,采用网络第一个节点的时空混沌系统同时并行驱动其余N-1个时空混沌系统达到同步. 进一步通过仿真模拟验证了同步方案的有效性.     

噪声诱导的二维复时空系统的同步研究

研究了一类噪声诱导的二维复时空系统的同步问题.首先讨论了二维复Ginzburg-Laudau(CGL) 方程随时间和空间变化的时空混沌特性;其次,研究了时空噪声驱动下CGL系统的同步问题.理论上利用线性稳定性分析,得到了常数激励下CGL系统达到稳定态的临界强度;结合噪声的随机性和非零均值特性, 揭示了噪声诱导同步的机理;并从理论上和数值上分别给出了达到同步所需要的控制参数和噪声强度满足的条件,实现了两个非耦合CGL系统的完全同步.结果表明,数值模拟和理论分析有很好的一致性.     

Control of Spiral Waves and Spatiotemporal Chaos by Exciting Travel Wave Trains

Spiral waves and spatiotemporal chaos usually are harmful and need to be suppressed. In this paper, a method is proposed to control them. Travel wave trains can be generated by periodic excitations near left boundary,spiral waves and spatiotemporal chaos can be eliminated by the trains for some certain excitation periods. Obvious resonant behavior can be observed from the relation between the periods of the trains and excitation ones. The method is against noise.     

复杂网络时空混沌同步的Backstepping设计

利用Backstepping设计进行了复杂网络时空混沌的同步研究.首先将实现两个混沌系统同步的Backstepping设计推广到由m个时空混沌系统构成任意结构的复杂网络的同步研究中.进一步依据稳定性理论确定了网络同步时配置系数和控制增益满足的关系.整个网络实现同步仅需要在网络中的一个节点施加控制输入即可.进一步通过仿真实验验证了同步机理的有效性.     

复Ginzburg-Landau方程时空混沌的网络同步与参量辨识

研究了参量未知的时空混沌系统构成复杂网络的同步与参量辨识问题. 设计的参量辨识律可以有效地辨识复杂网络中所有节点时空混沌系统中的未知参量. 基于稳定性定理, 通过构造适当的Lyapunov函数, 确定了网络完全同步的条件. 以参量未知的一维复Ginzburg-Landau方程作为网络节点为例, 通过仿真模拟检验了参量辨识律以及同步方法的有效性.     

非线性耦合完全网络的时空混沌同步

利用N个Fitzhugh-Nagumo模型作为网络节点,通过非线性耦合构成完全网络,研究了这种网络的时空混沌同步问题.首先给出了复杂网络中连接节点之间的非线性耦合函数的一般性选取原则.进一步基于Lyapunov稳定性定理,理论分析了实现网络同步的条件以及控制增益的取值范围.最后,通过仿真模拟检验了以Fitzhugh-Nagumo模型作为网络节点所构成的完全网络的时空混沌同步效果.仿真结果表明,这种完全网络不但同步快速有效,而且网络规模的大小对网络同步稳定性的影响不敏感.关键词：同步复杂网络时空混沌非线性耦合     

Synchronization of Spatiotemporal Chaos in Coupled Complex Ginzburg-Landau Oscillators

Synchronization of spatiotemporal distributed system is investigated by considering the model of 1D dif-fusively coupled complex Ginzburg-Landau oscillators. An itinerant approach is suggested to randomly move turbulentsignal injections in the space of spatiotemporal chaos. Our numerical simulations show that perfect turbulence synchro-nization can be achieved with properly selected itinerant time and coupling intensity.