Logistic系统跃迁率的时间延迟效应

本文研究了时间延迟对Logistic系统从亚稳态跃迁到稳定态的跃迁率的影响. 假设在细胞演化过程中细胞衰减存在时间延迟,利用小延迟时间条件下一阶近似方法和最陡下降法导出了系统的跃迁率解析式. 数值计算结果表明,内噪声,外噪声和内外噪声之间的关联促使系统从亚稳态跃迁到稳定态, 而时间延迟阻碍了系统从亚稳态到稳定态的跃迁, 即时间延迟增强了系统亚稳态的稳定性. 关键词： Logistic模型 跃迁率 时间延迟 噪声     

色交叉关联噪声作用下集合种群的稳定性和平均灭绝时间

在Levins模型的基础上研究了色交叉关联噪声对集合种群稳定性的影响, 应用Fokker-Plank方程得到了系统的稳态概率密度函数, 运用最快下降法得到了平均灭绝时间的解析式. 结果表明: 两噪声色关联时, 加性噪声强度和乘性噪声强度均弱化集合种群的稳定性; 噪声关联强度强化集合种群的稳定性. 两噪声之间负关联时, 平均灭绝时间是加性噪声强度和乘性噪声强度的减函数, 是噪声关联时间的增函数; 两噪声之间正关联时, 平均灭绝时间是加性噪声强度和噪声关联时间乘性噪声强度的减函数, 是乘性噪声强度的非单调函数. 关键词： 集合种群 色交叉关联噪声 稳定性 平均灭绝时间     

非线性系统中的关联色噪声

研究了加性噪声和乘性噪声之间的耦合为色噪声时非线性系统的动力学行为.对于不同的噪声关联时间τ,求出了系统的有效本征值λeff和强度相关时间Tc.结果表明,当噪声之间的耦合λ大于零时,关联时间τ的增大可抑制系统在阈值附近的涨落;而当噪声之间的耦合λ小于零时,关联时间τ的增大则加强系统在阈值附近的涨落 关键词： 耦合强度 噪声关联时间 有效本征值 强度相关时间     

具有时滞状态反馈的随机Van der Pol系统的动力学研究

研究了时滞及时滞反馈控制参数对Van der Pol系统极限环幅值的影响. 运用自适应的平均场近似方法给出了系统的线性化近似及系统参数Lyapunov稳定性的边界条件, 同时给出了Van der Pol系统的关联时间和功率谱密度的数值模拟结果. 通过与平均场近似下的解析结果比较后发现, 数值模拟结果和理论结果符合.进一步讨论了时滞反馈控制参数、噪声强度以及时滞对关联时间和功率谱密度的影响. 关键词： 平均场近似 关联时间 Lyapunov稳定性     

色关联的色噪声驱动的分段非线性模型的平均首次穿越时间

研究了色关联的乘性高斯色噪声和加性高斯色噪声驱动的分段非线性系统中, 噪声强度和相关时间对平均首次穿越时间的影响. 利用一致有色噪声近似方法和最速下降方法, 推导出系统平均首次穿越时间的表达式. 研究结果表明: 系统的平均首次穿越时间随着乘性噪声的增加会出现单峰结构, 即“共振”现象, 峰值会随着加性噪声强度和噪声之间关联强度的增加而减小. 而平均首次穿越时间作为加性噪声的函数呈单调曲线, 说明乘性噪声和加性噪声对平均首次穿越时间的影响不同. 此外, 乘性和加性噪声关联时间以及互关联时间在正关联时和负关联时 对系统平均首次穿越时间的影响是不同的. 关键词： 色噪声 分段非线性系统 平均首次穿越时间     

色交叉关联噪声作用下癌细胞增长系统的平均首通时间

研究了受色交叉关联噪声驱动的癌细胞增长系统的平均首通时间.根据Novikov定理和Fox方法得到了相应的近似Fokker-Planck方程,给出了稳态概率密度函数的表达式.运用最快下降法,得到了平均首通时间的解析式.数值结果表明:两噪声之间负关联时,平均首通时间是加性噪声强度和乘性噪声强度的减函数,是噪声关联时间的增函数;两噪声之间正关联时,平均首通时间与加性噪声强度之间的单调关系与穿越方向有关,是乘性噪声强度的非单调函数,是噪声关联时间的减函数.     

偏置信号调制下噪声关联的周期调制对单模激光随机共振的影响

在噪声受偏置信号调制的情况下,讨论色噪声之间的关联受时间周期调制所驱动的单模激光系统中的随机共振.用线性化近似的方法计算了输出信噪比.具体讨论输出信噪比随噪声自关联时间、噪声强度和偏置信号的变化关系.发现输出信噪比随抽运噪声强度和自关联时间的变化出现随机共振,而偏置信号会降低随机共振的峰值.实际应用中应控制优选偏置信号强度. 关键词： 偏置信号 色噪声 时间周期调制 噪声间关联程度     

信号调制下色噪声间关联的周期调制对单模激光随机共振的影响

在色噪声间的关联程度受时间周期调制的激光系统中,研究噪声受信号调制情况下的随机共振.用线性化近似的方法计算了光强关联函数及信噪比.具体讨论信噪比随噪声强度、噪声自关联时间、信号频率以及时间周期调制频率的变化关系.发现一种新的随机共振：信噪比随时间周期调制频率的变化出现周期振荡型随机共振;发现广义随机共振：信噪比随抽运噪声自关联时间的变化、随信号频率的变化出现随机共振;同时也存在典型的信噪比随噪声强度的变化而出现的随机共振.而信噪比随量子噪声自关联时间的变化表现为抑制. 关键词： 信号调制 时间周期调制 噪声间关联程度 周期振荡型随机共振     

色噪声驱动的肿瘤细胞增长系统的瞬态性质:平均首通时间

研究了受色高斯噪声驱动的肿瘤细胞增长系统的瞬态态性质(平均首通时间T). 据Novikov定理和Fox近似方法得到相应的Fokker-Planck方程,使用最快下降法得到了肿瘤细胞增长系统的平均首通时间的解析表达式.经过数值计算,结果表明：肿瘤增长系统的T在正关联(0<λ<1, λ为关联噪声强度)和负关联(-1<λ<0)呈现出不同的特性. 正关联时,噪声强度和对应的关联时间在态转化过程中起着相反的作用;然而,负关联时,肿瘤增长系统的关键词： 色噪声 肿瘤细胞增长系统 平均首通时间     

具有色关联的色噪声驱动下单模激光线性模型的随机共振

研究了具有指数形式关联的两色噪声驱动下单模激光线性模型受信号调制后其输出信噪比，发现了随机共振现象.根据计算结果讨论了噪声（即噪声强度、噪声间互关联程度和关联时间）和信号（信号频率和信号振幅）对信噪比的影响. 关键词： 随机共振 噪声关联时间 信噪比     

关联白噪声驱动的具有时间延迟的Logistic系统

关联白噪声驱动的具有时间延迟的Logistic系统可更真实的反映肿瘤细胞的增长问题,本文通过小时间延迟近似方法对由关联白噪声驱动的具有时间延迟的Logistic系统进行了研究,得到了系统的稳态概率密度,并进一步分析了加性和乘性噪声强度,噪声关联时间和时间延迟对稳态概率密度的影响以及噪声诱导的非平衡相变现象. 关键词： Logistic系统 关联白噪声 时间延迟 非平衡相变     

Correlated noise-based switches and stochastic resonance in a bistable genetic regulation system

The correlated noise-based switches and stochastic resonance are investigated in a bistable single gene switching system driven by an additive noise (environmental fluctuations), a multiplicative noise (fluctuations of the degradation rate). The correlation between the two noise sources originates from on the lysis-lysogeny pathway system of the λ phage. The steady state probability distribution is obtained by solving the time-independent Fokker-Planck equation, and the effects of noises are analyzed. The effects of noises on the switching time between the two stable states (mean first passage time) is investigated by the numerical simulation. The stochastic resonance phenomenon is analyzed by the power amplification factor. The results show that the multiplicative noise can induce the switching from “on” → “off” of the protein production, while the additive noise and the correlation between the noise sources can induce the inverse switching “off” → “on”. A nonmonotonic behaviour of the average switching time versus the multiplicative noise intensity, for different cross-correlation and additive noise intensities, is observed in the genetic system. There exist optimal values of the additive noise, multiplicative noise and cross-correlation intensities for which the weak signal can be optimal amplified.     

关联噪声驱动的非对称双稳系统的随机共振

运用统一色噪声近似理论和两态模型理论,研究了周期矩形信号和关联的乘性色噪声和加性白噪声驱动的非对称双稳系统的随机共振现象,得到了适合信号任意幅值的信噪比表达式.信噪比是乘性噪声强度、加性噪声强度、乘性噪声自关联时间、噪声耦合强度的非单调函数,所以该双稳系统中出现了随机共振.同时,调节加性噪声强度比调节乘性噪声强度更容易产生随机共振.势阱静态非对称性和噪声之间的耦合强度对信噪比的影响是不同的. 关键词： 非对称双稳系统 随机共振 信噪比 周期矩形信号     

关联高斯与非高斯噪声激励的FHN神经元系统的稳态分析

本文主要研究了关联乘性非高斯噪声和加性高斯白噪声共同激励的FHN(Fitz Hugh-Nagumo)神经元系统.利用路径积分法和统一色噪声近似,推导出该系统的定态概率密度函数表达式.通过研究发现,乘性噪声强度D、加性噪声强度Q、噪声自关联时间τ以及互关联系数λ均可以诱导系统产生非平衡相变现象,而非高斯参数q却不可以诱导系统产生非平衡相变现象.此外,我们还发现参数D和λ的增大有利于神经元系统从激发态向静息态转换,Q和τ的增大有利于神经元系统从静息态向激发态转换,q的增大会使得神经元系统停留在静息态的概率增加.     

双稳态系统中随机共振和相干共振的相关性

研究了加性噪声和乘性噪声共同驱动的双稳态系统中的随机共振和相干共振现象. 针对加性噪声和乘性噪声之间不存在关联性和存在关联性两种情形, 引入一种适当的能同时表征随机共振和相干共振的指标, 应用一阶欧拉方法, 通过数值模拟对系统的随机共振和相干共振现象进行研究. 结果表明在弱噪声驱动下, 随着加性噪声强度的增加, 当系统出现相干共振时, 如果给系统外加一个弱周期驱动力, 几乎在同一时刻, 系统也出现了随机共振现象; 但随着乘性噪声强度的增加, 仅当加性噪声和乘性噪声之间相关时, 此结论成立. 并且系统参数对相干共振和随机共振的影响是一致的. 关键词： 双稳态系统 随机共振 相干共振     

Effects of cross-correlated noises on the relaxation time of the bistable system

The stationary correlation function and the associated relaxation time for a general system driven by cross-correlated white noises are derived, by virtue of a Stratonovich-like ansatz. The effects of correlated noises on the relaxation time of a bistable kinetic model coupled to an additive and a multiplicative white noises are studied. It is proved that for small fluctuations the relaxation time T_c as a function of λ (the correlated intensity between noises) exhibits very different behaviours for αD (α and D, respectively, stand for the ntensities of additive and multiplicative noises). When α>D, T_c increases with increasing λ. But when α相似文献   

Combined action of time-delay and colored cross-associated multiplicative and additive noises on stability and stochastic resonance for a stochastic metapopulation system

In this paper, the transition between the stable state of a big density and theextinction state and stochastic resonance (SR) for a time-delayed metapopulation systemdisturbed by colored cross-correlated noises are investigated. By applying the fastdescent method, the small time-delay approximation and McNamara and Wiesenfeld’s SRtheory, we investigate the impacts of time-delay, the multiplicative, additive noises andcolored cross-correlated noise on the SNR and the shift between the two states of thesystem. Numerical results show that the multiplicative, additive noises and time-delay canall speed up the transition from the stable state to the extinction state, while thecorrelation noise and its correlation time can slow down the extinction process of thepopulation system. With respect to SNR, the multiplicative noise always weakens the SReffect, while noise correlation time plays a dual role in motivating the SR phenomenon.Meanwhile, time-delay mainly plays a negative role in stimulating the SR phenomenon.Conversely, it could motivate the SR effect to increase the strength of thecross-correlation noise in the SNR-β plot, while the increase of additive noiseintensity will firstly excite SR, and then suppress the SR effect.