随机基因选择模型中的延迟效应

研究了噪声驱动的基因选择模型中的延迟效应. 据小延迟方法和随机等价法则得到相应的延迟Fokker-Planck方程, 给出稳态概率分布函数的近似表达式. 分析了在噪声驱动下, 延迟时间对系统稳态性质的影响. 结果表明: 延迟时间可以诱导系统从单稳态向双稳态转化, 发生相变; 在基因选择过程中, 延迟时间有利于从基因群体中选择出某一单倍体基因. 数值模拟结果与理论预测基本符合.     

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.     

非高斯噪声激励下FitzHugh-Nagumo神经元系统的随机共振

研究了乘性非高斯噪声和加性高斯白噪声共同激励下FitzHugh-Nagumo(FHN) 神经元系统的随机共振问题. 利用路径积分法和两态模型理论, 推导出系统信噪比的表达式. 研究结果表明: 系统参数在不同的取值条件下, FHN神经元模型出现了随机共振和双重随机共振现象. 此外, 非高斯参数q在不同的取值条件下, 乘性噪声强度和加性噪声强度对信噪比的影响是不同的. 非高斯噪声的加入有利于增强FHN神经元系统的信号响应.     

线性过阻尼分数阶Langevin方程的共振行为

通过将广义Langevin方程中的系统内噪声建模为分数阶高斯噪声,推导出分数阶Langevin方程, 其分数阶导数项阶数由系统内噪声的Hurst指数所确定.讨论了处于强噪声环境下的线性过阻尼分数阶 Langevin方程在周期信号激励下的共振行为,利用Shapiro-Loginov公式和Laplace变换, 推导了系统响应的一、二阶稳态矩和稳态响应振幅、方差的解析表达式.分析表明,适当参数下, 系统稳态响应振幅和方差随噪声的某些特征参数、周期激励信号的频率及系统部分参数的变化出现了 广义的随机共振现象.     

两种群随机动力系统的信息熵和动力学研究

随机种群动力学模型是研究种群间以及种群与不确定性环境间相互作用的动力学行为的数学模型. 本文从概率密度以及信息熵流、熵产生的演化角度探讨了两种群生态系统的Itô (或Statonovich)意义下随机模型的动力学行为.利用Fokker-Planck方程及其边界条件 和信息熵定义导出信息熵流(平均散度)和熵产生的关系式,并通过数值路径积分法捕 捉到熵流的非线性变化趋势以及信息熵的极值点位置与概率密度的快速迁移和分岔的联系. 应用数值路径积分法计算结果表明Itô (或Statonovich)意义下两种随机模型的概率密度 和信息熵的极值点位置不同但演化趋势一致.     

TMR与GMR传感器1/f噪声的研究进展

隧道结磁阻(TMR) 传感器及巨磁阻(GMR) 传感器的1/f噪声在低频段噪声功率密度较大, 是影响其低频下分辨率和灵敏度的主要噪声形式. 本文详细介绍了近年来TMR传感器及GMR传感器1/f噪声的特点、来源、理论模型、检测方法及降噪措施等方面的研究进展, 并就隧道结磁阻传感器1/f噪声的物理模型进行了详细解释. 通过纳米模拟软件Virtual NanoLab对不同MgO厚度的Fe/MgO/Fe型磁性隧道结(MTJ) 进行了隧穿概率和TMR变化率的模拟计算, 得到保守估计与乐观估计的TMR变化率, 分别为98.1%与10324.55%, 同时通过MTJ的噪声模型分析了MgO厚度对TMR传感器噪声的影响. 制备了磁屏蔽系数大于10000的磁屏蔽筒并搭建了磁阻传感器1/f噪声的测试平台, 通过测试验证了磁屏蔽系统对环境磁场具有较好的屏蔽效果, 为噪声检测提供了稳定的磁场空间. 最后分析了TMR与GMR中各种因素对传感器噪声的影响, 提出了影响MTJ传感器1/f噪声的因素及一些降噪措施.     

基于1/f噪声变化的pn结二极管辐射效应退化机理研究

基于pn结二极管辐射效应退化机理中位移效应和电离效应之间的关系, 并结合pn结二极管辐射退化的噪声机理, 得到了pn结二极管辐射诱导低频噪声的变化规律, 发现两种效应引起的二极管噪声变化规律之间的不一致性. 根据实验得到的噪声变化规律, 判断出了辐射应力条件下两种效应之间的关系, 很好地解释了实验中出现的不符合原有理论解释的现象, 对器件加固的研究有着重要意义.     

噪声对滑动移除近似熵的影响

受外强迫和仪器本身的测量误差等因素的影响, 观测数据中经常包含噪声和扰动等一些虚假的信息. 针对这一问题, 本文研究了各种不同噪声对滑动移除近似熵的影响. 研究结果表明, 滑动移除近似熵的检测结果受尖峰噪声和高斯白噪声的影响较小, 意味着其具有很强的抗噪能力, 这为该方法在实际观测资料中的广泛应用提供了坚实的实验基础.     

射流冲击模型在水下爆炸实验中的应用研究

 为研究射流冲击载荷对结构的作用效果,从理论和数值角度研究了射流的载荷特性,以舱段模型实验为研究对象,建立了射流计算模型,结合实验数据,对射流冲击问题进行了分析。结果表明,射流冲击能够造成结构强烈的局部响应,某些情况下,射流冲击载荷引起的结构响应甚至比冲击波载荷引起的响应更大。因此,中近场水下爆炸实验需要考虑射流的影响。建立的射流模型能够较好地反映射流冲击的载荷特性,为水下爆炸实验分析提供了一种新的手段。     

双稳动力学系统中耦合效应对逻辑随机共振现象的增强作用

研究了电路耦合作用对逻辑随机共振现象以及逻辑门器件稳定性的影响．相对于单个的逻辑门电路,耦合的逻辑门器件可以在更宽的噪声范围内都保持逻辑运算的准确性,即耦合作用可以增强逻辑随机共振现象．此外,这种增强效应随着耦合体系尺度的增大而增大,但是当体系尺度达到一定程度时,这种增强作用达到一个稳定值．最后还考察了耦合强度的影响,发现随着耦合强度的增加,逻辑门器件可以保持逻辑运算准确性所对应的噪声区间非单调地改变,表现出一种共振的行为.