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     

反应扩散系统中反螺旋波与反靶波的数值研究

采用三变量Brusselator扩展模型在二维空间对反应扩散系统中反螺旋波和反靶波进行了数值模拟,利用色散关系和参量的时空变化研究了反螺旋波与反靶波的形成机制和时空特性,分析了方程参数对反螺旋波与反靶波的影响,获得了多种不同臂数的反螺旋波.模拟结果表明：反螺旋波源于波失稳、霍普失稳,或两种失稳的共同作用,而在反靶波中除上述两种失稳外还同时存在图灵失稳,波的传播方向均由外向内;反螺旋波波头的相位运动方向与波的走向相同,且旋转周期随臂数的增加逐渐增大;多臂数的反螺旋波由于受微扰及边界条件的影响,在波头的持续旋转运动中可以向臂数少的反螺旋波发生转变,并且在一定条件下单臂反螺旋波可实现到反靶波的转变;当不活跃中间物质的浓度的扩散系数超过临界值时,波的传播方向发生改变,系统可以实现反螺旋波到螺旋波以及反靶波到靶波的转变.     

时变反应扩散系统中螺旋波和湍流的控制

研究了一类参数时变的反应扩散系统中螺旋波和湍流对外电场的响应问题.在数值模拟中,以一类改进的Fitzhugh-Nagumo模型为研究对象(在恰当参数值下可分别描述激发介质和振荡介质),考虑随机和不确定因素(如内外噪声、气压、温度梯度分布和介质形变等)所引起的系统参数涨落对斑图演化的影响,在模拟中选取的参数涨落范围确保系统可以观测到稳定旋转的螺旋波、漫游的螺旋波和湍流,经历一定的暂态过程后,对介质施加极化电场,研究螺旋波和湍流在外电场中的演化.数值计算结果表明：在系统参数发生涨落和外电场强度比较小情况下,主 关键词： 螺旋波 湍流 时变系统 Fitzhugh-Nagumo模型     

激发介质中螺旋波失稳的微观机理研究

采用晶格Boltzmann方法研究了激发介质中螺旋波的失稳,计算机数值模拟给出了激发介质中螺旋波失稳前后的速度场分布,并结合斑图和波头轨迹进行讨论发现,稳定螺旋波的速度场分布表现为螺旋波旋转中心处的速度做周期突变;在螺旋波开始失稳时,速度场分布表现为该位置粒子速度突变加快最后变得无规律,使速度集团分解无规律,导致速度场分布越来越混乱,并最终使系统进入时空混沌态.     

激发介质中螺旋波失稳的微观机理研究

采用晶格Boltzmann方法研究了激发介质中螺旋波的失稳,计算机数值模拟给出了激发介质中螺旋波失稳前后的速度场分布,并结合斑图和波头轨迹进行讨论发现,稳定螺旋波的速度场分布表现为螺旋波旋转中心处的速度做周期突变;在螺旋波开始失稳时,速度场分布表现为该位置粒子速度突变加快最后变得无规律,使速度集团分解无规律,导致速度场分布越来越混乱,并最终使系统进入时空混沌态. 关键词： 晶格Boltzmann方法 激发介质 螺旋波 时空混沌     

小世界网络上螺旋波失稳的研究

利用数值计算和分析,研究了螺旋波失稳与重联概率p之间的关系.通过对基于FitzHugh-Nagumo神经元模型的小世界网络的计算和分析,发现螺旋波的小世界效应失稳具有全局性作用和失稳后再激发作用等特点,是不同于爱克豪斯(Eckhaus)失稳和多普勒(Doppler)失稳的又一种新的重要失稳方式. 关键词： 螺旋波 失稳 小世界网络 重联概率     

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.     

时空调制引起的漫游螺旋波与旅行螺旋波共存现象

以Barkley模型为研究对象, 研究了在时空调制作用下螺旋波时空动力学行为特性. 发现在适当的调制参数的作用下, 能够在同一系统中同时观察到漫游螺旋波与旅行螺旋波. 通过数值模拟研究分析, 给出了能产生漫游螺旋波与旅行螺旋波共存现象的潜在机理, 并详细讨论了在Barkley 模型中要产生这种共存现象的两个必要条件. 关键词： 时空调制 漫游螺旋波 旅行螺旋波     

通过抑制波头旋转消除心脏中的螺旋波和时空混沌

本文采用Luo-Rudy相I模型研究如何通过调控心肌细胞钠电流变化来控制心脏中的螺旋波和时空混沌,提出了这样的钠电流调控方案:当细胞将被激发时启动钠电流调节,若由模型方程得到的钠电流的绝对值小于钠电流控制阈值的绝对值,就让钠电流等于钠电流控制阈值,其他情况下则限制钠电流的绝对值不能高于一个给定的最大值;当膜电位上升超过-5 mV时,让钠电流自然演化.这种调节钠电流的方式保证了所有细胞几乎具有相同的钠电流幅值,从而使所有细胞具有相同的激发性,数值模拟结果表明,只要钠电流控制阈值达到一定临界值,就可以有效抑制螺旋波波头的旋转,导致螺旋波运动出系统边界而消失,以及时空混沌演化为螺旋波后消失,如果钠电流控制阈值足够大,螺旋波和时空混沌还可通过传导障碍而消失.这些结果能够为抗心律失常治疗提供新的思路.     

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.     

反应扩散系统中的涨落问题

本文用Master方程导出的带有扩散涨落项的福克-普朗克方程讨论了三个化学模型在不同情况下的涨落问题,文章指出:平衡态附近的无空间关联的涨落,偏离平衡时涨落的关联性,Schlogl三分子模型县有非经典的临界指数,而Schligl双分子模型具有经典的临界指数等多样的情况是由系统的本身性质决定的,用本文的方法能统一地处理这些问题,并且因而澄清了文献[6]中提出的关于临界指数的疑点。 关键词：     

离子束-等离子体系统中的参量不稳定性

本文研究了外pump电场E_0在离子束-等离子体系统中所激发的静电低频参量不稳定性。导出了这种低频波的一般色散关系,并用数值方法分析了一维质子束-等离子体系统的参量不稳定性的激发过程。结果表明:离子束对等离子体中参量不稳定性的激发有极重要的影响。当没有离子束时,只能激发一种模式的波;一旦将离子束引入等离子体中,就可以在系统中激发两个波长较长的低频波。     

核磁共振螺旋快速成像的新进展

核磁共振快速成像能在几十毫秒内获取数据，对运动器官作适时显示，并在功能成像的研究等方面具有常规成像不能替代的优点，是核磁共振成像的发展方向．螺旋快速成像对硬件的要求较低，近年来方法上的改善，已使其趋于实用．文章简要介绍了螺旋快速成像原理及网格重建算法．     

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.     

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.     

Control and characterization of spatio-temporal disorder in parametrically excited surface waves

The nonlinear interactions of parametrically excited surface waves have been shown to yield a rich family of nonlinear states. When the system is driven by two commensurate frequencies, a variety of interesting superlattice type states are generated via a number of different 3-wave resonant interactions. These states occur either as symmetry-breaking bifurcations of hexagonal patterns composed of a single unstable mode or via nonlinear interactions between the two different unstable modes generated by the two forcing frequencies. Near the system’s bicritical point, a well-defined region of phase space exists in which a highly disordered state, both in space and time, is observed. We first show that this state results from the competition between two distinct nonlinear super-lattice states, each with different characteristic temporal and spatial symmetries. After characterizing the type of spatio-temporal disorder that is embodied in this disordered state, we will demonstrate that it can be controlled. Control to either of its neighboring nonlinear states is achieved by the application of a small-amplitude excitation at a third frequency, where the spatial symmetry of the selected pattern is determined by the temporal symmetry of the third frequency used. This technique can also excite rapid switching between different nonlinear states.     

受激热瑞利散射诱导的小尺度不稳定性

从光受激散射的思想出发,建立了激光大气传输两模散射耦合波方程,这组方程在散射光频移(声波频率)ω=0的条件下,化为Karr文献[1]中相应的方程。利用编制的4D程序,通过数值模拟,得到了强激光大气传输受激热瑞利散射诱导的小尺度不稳定性的基本图象,此结果与文献[1]中横向空间无限的结果有类似之处。     

HL-1装置电流上升段MHD不稳定性

在托卡马克放电的初始阶段,由于存在变化的等离子体电流,一般会出现等离子体电流的趋肤分布,这种分布会导致MHD不稳定性的发展和产生破裂。早期的托卡马克实验,对放电初始阶段的MHD扰动现象做过许多讨论和研究。A1cator-A在电流上升段观测到的大多数破裂发生在q_L=1.6模处,同时观察到MHD扰动模式随时间从高模向低模的发展。电流初始阶段的上升率对平顶段的放电特性也有重大影响,在FT上,只有在等离子体电流上升率为1.2—2.6MA.s~(-1)时,才能实现低q_L的等离子体参数运行。