周期切换下Rayleigh振子的振荡行为及机理

本文研究了自治与非自治电路系统在周期切换连接下的动力学行为及机理.基于自治子系统平衡点和极限环的相应稳定性分析和切换系统李雅普诺夫指数的理论推导及数值计算.讨论了两子系统在不同参数下的稳态解在周期切换连接下的复合系统的各种周期振荡行为,进而给出了切换系统随参数变化下的最大李雅普诺夫指数图及相应的分岔图,得到了切换系统在不同参数下呈现出周期振荡,概周期振荡和混沌振荡相互交替出现的复杂动力学行为并分析了其振荡机理.给出了切换系统通过倍周期分岔,鞍结分岔以及环面分岔到达混沌的不同动力学演化过程.     

两组分BECs在光晶格中的隧穿动力学及其周期调制效应

研究了两组分玻色-爱因斯坦凝聚体(BECs)在一维光晶格中的隧穿动力学及周期调制效应.在两模近似下,运用数值分析的方法,讨论了两组分间相互作用对体系的隧穿动力学行为的影响.进一步讨论了两组分间相互作用在周期调制下系统的动力学特性,分析了随着调制振幅和频率的变化,系统发生隧穿、不稳定和自俘获的区域分布,发现在中低频调制下,系统的隧穿动力学发生了明显的改变.     

周期扰动位相对化学振荡的调制效应

由Rossler反应系统的理论模型出发 ,构造一种具有外部周期扰动的新动力学系统 ,并采用逆算符法和数值分析法研究该系统的振荡态在周期扰动调制下的动力学行为 .结果表明 ,在周期扰动的调制下 ,系统的状态由单周期振荡态 ( 1p)变为周期 2 ( 2p)、周期 4( 4p)等多周期振荡态以及混沌态 .扰动位相是系统呈现上述多种演化模式的控制参数 ,在扰动位相不同的数值区间 ,系统呈现的演化模式不同 ,而且扰动位相数值的微小改变 ,还影响每种演化模式的内部结构     

非线性Schr(o)dinger方程的动力学行为分析

采用辛算法数值求解非线性Schrodinger方程的周期初值问题,建立不同的相空间来分析其动力学特性.首先比较分析了不同的相空间中立方非线性Schrodinger方程在不同立方非线性参数下的长时间演化的动力学特性,然后讨论了相空间中立方-五次方非线性Schrodinger方程在不同立方和五次方非线性参数下的长时间演化的动力学特性,数值结果显示,对于不同的立方非线性参数,随着五次方非线性参数的增加,动力学行为的演化路径是不一样的.     

分段线性混沌电路的非光滑分岔分析

讨论了分段线性的电容混沌电路的动力学行为.由数值模拟得到了对称的周期解和混沌吸引子.通过引入广义Jacobian矩阵,以周期解为例,从理论上分析了系统由电容电量的分段线性而引起的非光滑分岔,并合理解释了系统动力学行为产生的机理及其演化规律,其结论与数值计算的结果大致符合.     

非线性Schrdinger方程的动力学行为分析

采用辛算法数值求解非线性Schr dinger方程的周期初值问题,建立不同的相空间来分析其动力学特性.首先比较分析了不同的相空间中立方非线性Schr dinger方程在不同立方非线性参数下的长时间演化的动力学特性,然后讨论了相空间中立方-五次方非线性Schr dinger方程在不同立方和五次方非线性参数下的长时间演化的动力学特性,数值结果显示,对于不同的立方非线性参数,随着五次方非线性参数的增加,动力学行为的演化路径是不一样的.     

负微分电导下晶闸管的动力学行为与混沌现象

研究了晶闸管处于负微分电导状态下的非线性动力学行为,推导了晶闸管动力学系统不稳定需满足的边界条件,解释了晶闸管混沌现象产生机理.建立了晶闸管的非线性动力学方程,分析了该动力学方程的线性稳定性.在此基础上根据Jacobi矩阵得到了系统不稳定需满足的边界条件,指出晶闸管的混沌行为并非只由负微分电导特性引起,还与外界条件和器件本身物理参数等因素有关.最后,通过数值仿真和实验研究证实了理论分析的正确性,从而完整地解释了晶闸管的倍周期分岔和混沌行为.     

耦合发电机系统的分岔和双参数特性

在综合分析系统基本动力学特性的基础上,通过数值计算Lyapunov指数谱、分岔图等,讨论了耦合发电机系统的混沌分岔行为和周期窗口的性态变化;计算和分析了系统在二维参数空间的双参数特性.结果显示系统在倍周期分岔中会出现缺边现象,在双参数空间系统出现复杂的分岔结构,两个控制参数对系统动力学行为的影响特性有所差别. 关键词： 耦合发电机系统 分岔 周期窗口 双参数特性     

基于Coulomb摩擦效应的一类非线性相对转动系统的混沌研究

研究一类非线性相对转动系统在负载Coulomb摩擦效应下的混沌运动行为. 根据Lagrange方程建立一类含非线性负载Coulomb摩擦阻尼的两个质量相对转动系统的动力学方程. 利用Cardano公式讨论自治系统的特征值, 在此基础上, 应用待定系数法给出系统同宿轨道的存在性, 并借助Silnikov定理研究了系统的混沌行为. 最后数值模拟了给定参数下系统的混沌运动, 并给出在Coulomb摩擦阻尼变化下系统由周期、倍周期通向混沌的途径, 验证了理论分析的正确性.     

GaAs/AlGaAs异质结动力学行为研究

建立在空间电荷转移框架下,考虑GaAs/AlGaAs异质结物理模型,推导相应动力学方程,比较详细地分析了系统随激励电场变化出现的复杂分支情况.分析表明,直流场下稳态解和周期振荡解并存,理论上对滞后现象进行解释.对GaAs/AlGaAs异质结在微波场中动力学行为进行数值模拟,得到在输入场强度变化的一定范围内,具有锁频、准周期和混沌特性 关键词： 负微分电导率 异质结 分支 混沌     

Bursting oscillation in CO oxidation with small excitation and the enveloping slow-fast analysis method

Based on the traditional scheme for a nonlinear system with multiple time scales,the enveloping slow-fast analysis method is developed in the paper,which can be employed to investigate the dynamics of nonlinear fields with multiple time scales with periodic excitation.Upon using the method,the behaviors of the kinetic model of CO oxidation on the platinum group metals have been explored in detail.Two typical bursting phenomena such as Fold/Fold/Hopf bursting and Fold/Fold bursting,are presented,the bifurcation mechanisms of which have been obtained.Furthermore,the dynamic difference between the two cases corresponding to relatively large and small perturbation frequencies,respectively,has been presented,which can be used to describe the influence of the frequencies involving in the evolution on the bursting behaviors in the system.     

Symmetric bursting behaviour in non-smooth Chua’s circuit

<正>The dynamics of a non-smooth electric circuit with an order gap between its parameters is investigated in this paper.Different types of symmetric bursting phenomena can be observed in numerical simulations.Their dynamical behaviours are discussed by means of slow-fast analysis.Furthermore,the generalized Jacobian matrix at the non-smooth boundaries is introduced to explore the bifurcation mechanism for the bursting solutions,which can also be used to account for the evolution of the complicated structures of the phase portraits.With the variation of the parameter,the periodic symmetric bursting can evolve into chaotic symmetric bursting via period-doubling bifurcation.     

两时间尺度下非光滑广义蔡氏电路系统的簇发振荡机理

通过引入周期变化的电流源并选择适当参数, 使得周期激励频率与系统固有频率之间存在量级差距, 建立了两时间尺度即快慢耦合非光滑广义蔡氏电路模型. 基于相应的广义自治系统, 考察了其不同区域中的平衡态及其稳定性, 得到了不同分岔行为及其相应的临界条件. 同时, 利用广义Clarke导数得到的广义Jacobian矩阵, 探讨了系统轨迹穿越非光滑分界面时的各种非常规分岔模式, 进而结合广义相图, 深入分析了Fold/Fold周期簇发振荡以及Fold/Hopf周期簇 发振荡两种典型的周期簇发行为及其相应的分岔机制. 关键词： 非光滑 广义蔡氏电路 两时间尺度 分岔机制     

Symmetric bursting of focus-focus type in the controlled Lorenz system with two time scales

By employing a special feedback controlling scheme, a hyperchaotic Lorenz system with the structure of two time scales is constructed. Two kinds of bursting phenomena, symmetric fold/fold bursting and symmetric sub-Hopf/sub-Hopf bursting, can be observed in this system. Their respective dynamical behaviors are investigated by means of slow-fast analysis. In particular, symmetric fold/fold bursting is of focus-focus type, namely, both the up-state and the down-state are stable focus, which is different from the usual fold/fold bursting; Symmetric sub-Hopf/sub-Hopf bursting is also of focus-focus type, which has not been reported in previous work. Furthermore, phase plane analysis has been introduced to explore the evolution details of the fast subsystem for symmetric sub-Hopf/sub-Hopf bursting. With the variation of the parameter, symmetric sub-Hopf/sub-Hopf bursting can evolve to symmetric chaotic bursting or even hyperchaos.     

快慢型超混沌Lorenz系统分析

讨论了快慢两时间尺度下超混沌Lorenz系统原点的稳定性问题,分析了原点的Hopf分岔,包括Hopf分岔的存在性,分岔方向以及分岔周期解的稳定性等问题,并用数值例子对所得到的结果加以验证.在一定的参数条件下,快慢系统会产生对称簇发并能达到超混沌状态.基于快慢分析法,揭示了对称簇发中沉寂态与激发态相互转迁的不同分岔模式,并进一步分析了耦合强度对慢过效应的影响. 关键词： 超混沌Lorenz系统 Hopf分岔 对称式fold/subHopf簇发 慢过效应     

Delayed excitatory self-feedback-induced negative responses of complex neuronal bursting patterns

In traditional viewpoint, excitatory modulation always promotes neural firing activities. On contrary, the negative responses of complex bursting behaviors to excitatory self-feedback mediated by autapse with time delay are acquired in the present paper. Two representative bursting patterns which are identified respectively to be "Fold/Big Homoclinic"bursting and "Circle/Fold cycle" bursting with bifurcations are studied. For both burstings, excitatory modulation can induce less spikes per burst for suitable time delay and strength of the self-feedback/autapse, because the modulation can change the initial or termination phases of the burst. For the former bursting composed of quiescent state and burst, the mean firing frequency exhibits increase, due to that the quiescent state becomes much shorter than the burst. However, for the latter bursting pattern with more complex behavior which is depolarization block lying between burst and quiescent state, the firing frequency manifests decrease in a wide range of time delay and strength, because the duration of both depolarization block and quiescent state becomes long. Therefore, the decrease degree of spike number per burst is larger than that of the bursting period, which is the cause for the decrease of firing frequency. Such reduced bursting activity is explained with the relations between the bifurcation points of the fast subsystem and the bursting trajectory. The present paper provides novel examples of paradoxical phenomenon that the excitatory effect induces negative responses, which presents possible novel modulation measures and potential functions of excitatory self-feedback/autapse to reduce bursting activities.     

具有多分界面的非线性电路中的非光滑分岔

本文分析了具有多分界面的非线性电路在不同时间尺度下的快慢动力学行为. 在一定的参数条件下,系统的周期解为簇发解,表现出明显的快慢效应. 根据状态变量变化的快慢,把全系统划分为快子系统和慢子系统两组. 根据快慢分析法将慢变量看作快子系统的控制参数,分析了快子系统的平衡点在向量场不同区域内的稳定性. 非光滑系统的分岔与向量场的分界面密切相关,对于具有快慢效应的两时间尺度非光滑系统,快子系统的分岔则取决于分界面两侧平衡点的性质. 通过在临界面引入广义Jacobi矩阵,讨论了快子系统非光滑分岔的类型,即多次穿越分 关键词： 非线性电路 多分界面 非光滑分岔 快慢效应     

Spiking Behavior in Chua's Circuit

Chua ＇s circuit with a slow-fast effect is established under certain parameter conditions. The dynamics of this slow- fast system is investigated. A spiking phenomenon can be observed in the numerical simulation. By introducing slow-fast analysis and a generalized Jacobian matrix at the non-smooth boundaries, the bifurcation mechanism for the periodic spiking solution, different from the smooth case, is discussed.     

多平衡态下簇发振荡产生机理及吸引子结构分析

以周期激励下受控Lorenz模型为例, 考察了多平衡态共存下激励频率与系统固有频率之间存在量级差距也即存在频域上的不同尺度时的耦合效应. 由于激励频率远小于系统的固有频率, 因此将整个激励项视为慢变参数, 分析随慢变参数变化下的各种分岔模式及其相应的分岔行为, 指出在一定条件下, 不同平衡点会产生Hopf分岔和fold分岔. 根据分岔条件的不同, 给出了两种典型情况下的簇发振荡, 并通过引入转换相图, 揭示了不同簇发的产生机理, 指出多平衡态和多种分岔共存不仅会导致沉寂态和激发态的多样性, 而且会使得不同沉寂态和激发态之间存在着不同的转换形式.     

快慢Lorenz-Stenflo系统分析

通过对系统的重新标度,得到了气流旋转缓慢变化时的Lorenz-Stenflo系统;基于Routh-Hurwitz准则,分析了平衡点的稳定性问题,得到了参数平面上的分岔集,这些分岔集将参数平面划分为不同的区域,在各个不同的区域对应于系统不同的解.随着参数的变化,从平衡点分岔出不同的解.此外,展示了系统的对称簇发解和对称混沌吸引子,并用快慢分析法给出了对称簇发解的产生机理. 关键词： Lorenz-Stenflo系统 快慢分析法 分岔 对称簇发