基于Julia分形的多涡卷忆阻混沌系统

忆阻器作为一种非线性电子元件,能用作混沌系统中的非线性项,从而提高系统的复杂度.分形与混沌是密切相连的,分别对两者的研究都已成熟,却鲜有将分形过程应用到混沌系统中,以产生丰富的混沌吸引子.为了探索将分形与混沌系统相结合的可能性,本文首先提出了一个新的忆阻混沌系统,并从对称性、耗散性、平衡点稳定性、功率谱、Lyapunov指数和分数维等方面探讨了系统的动力学特性;紧接着,把经典的Julia分形过程应用到该忆阻混沌系统中,产生了新的混沌吸引子,并将几种由Julia分形衍生的变形Julia分形过程应用于文中提出的忆阻混沌系统,获得了丰富的混沌吸引子;最后,讨论了分形过程中的复常数对系统的影响.从仿真结果可以看出,分形过程与混沌系统的结合能产生丰富的多涡卷混沌吸引子.这不仅为产生多涡卷混沌吸引子提供了一种新方法,还弥补了使用功能函数方法造成混沌系统不光滑的不足.     

Boiti-Leon-Pempinelli系统的新变量分离解及其方形孤子和分形孤子

利用拓展的Riccati方程映射法，得到了(2+1)维Boiti-Leon-Pempinelli系统新的变量分离 解．根据得到的分离变量解，构造出该系统新型的孤子结构——方孤子和分形孤子． 关键词： Boiti-Leon-Pempinelli系统 拓展Riccati映射 方形孤子 分形孤子     

(G′/G)展开法与高维非线性物理方程的新分形结构

将(G′/G)展开法扩展到研究高维非线性物理方程的非行波解和分形结构.以(2+1)维变系数色散长波系统为例,构造出该系统的非行波解,对解中的任意函数进行适当的设置,发现了一类新的分形结构,即十字形分形结构.     

增强型地热系统采热的分形分叉网络模型

增强型地热系统(EGS)旨在经济开采地下3~10 km区域干热岩蕴含的热能,并用于地面发电。EGS经济性与其采热性能直接关联,人工热储内热交换过程是需要重点研究的内容。热储内裂隙形貌及分布对采热过程有重大影响。基于热储裂隙开度和长度的分形特征,本文建立起EGS分形分叉网络模型,推导出EGS采热速率表达式。分析发现泵功、裂隙最大开度、扭曲率分形维数、裂隙开度分布分形维数、裂隙分叉网络级数及裂隙长度都是影响EGS采热速率的重要因素。     

基于分形自仿射的混沌时间序列预测

从混沌与分形的关系出发，基于奇怪吸引子的分形结构和时间序列的自仿射特性，提出了一种混沌时间序列的预测方法.采用迭代函数系统跟踪混沌的局部运动轨迹，由此确定统计意义上仿射性能最优的时间序列段，并根据吸引子定理和拼贴定理建立预测模型.以Mackey-Glass混沌系统、脑电信号和Lorenz混沌系统等三种混沌系统为例进行预测试验，结果表明本方法能对混沌时间序列进行准确预测，且对混沌时间序列先验知识要求少，具有广泛的实用性. 关键词： 自仿射 迭代函数系统 混沌时间序列 预测     

一个分段连续系统中的胖奇异集激变

报道一种有特色的激变.这种激变是在一类分段连续力场作用下的受击转子模型中观察到的.描述系统的二维映象定义域中的函数不连续边界随离散时间发展振荡，从而使这个边界的向前象集构成一个承载混沌运动的胖分形.在控制参数的一个阈值下，一个椭圆周期轨道突然出现在此胖混沌奇异集中，使得迭代向它逃逸，胖混沌奇异集因此突然变为一个胖瞬态集.在这种情况下，有可能根据椭圆周期轨道逃逸孔洞，以及胖分形奇异集的测度随参数变化的规律，估算迭代在奇异集中的平均生存时间所遵循的标度规律.直接数值计算和由此估算所得标度因子值可以很好地互相印证. 关键词： 激变 胖分形 分段连续系统 标度律     

(2+1)维孤子系统的多孤子解和分形结构

利用投射方程法和变量分离法,得到了(2+1)维非对称Nizhnik-Novikov-Veselov系统的新显式精确解.根据得到的孤波解,构造出了该系统的多孤子和分形孤子.     

多尺度分形柱群的绕流换热特性研究

采用有限体积法,对多尺度分形柱群结构的流动换热进行了二维瞬态数值模拟。本文针对呈Sierpinski地毯配置,详细研究了多尺度分形柱群结构和均匀圆柱群内的流动换热,并做了比较分析,研究表明:在分形结构中,流体流动流线呈现弯曲和自相似的特征。分形圆柱群与方柱群的系统努谢尔数随雷诺数的变化趋势基本类似,但是分形圆柱群换热性能较好。同时将分形柱群系统努谢尔数拟合为雷诺数的幂函数,结果显示,随着分形柱群级数增加,雷诺数的指数逐渐增大。四级分形柱群的努谢尔数与雷诺数近似成线性关系。本文的研究可帮助进一步了解多尺度中换热的机理。     

耗散系统不可逆过程中的可拓展广义相对论引力关系

利用密度分布的不均匀度h(ρ)和粗粒熵S（ρtε）及推导的多标度因数η*计算式，将Weyl曲率拓展为多标度曲率R*；利用与物理量在几何上的奇异性分布有关的多重分形，初步建立嵌入Riemann空间的生长结构多重分形几何；在此基础上，通过引入与分形维数、信息维数和关联维数有关的广义维数Du，建立非保守引力场方程.分析表明：新结果为解决宇宙学奇性、星系团的“不明物质”、黑洞的信息疑难、引力理论与量子物理的统一等问题提供适当基础. 关键词： 时空关系 耗散系统 不可逆性 可拓展广义相对论 非保守引力质量     

二维logistic映射的动力学行为和奇怪吸引子的分形特征

研究了二维logistic映射的动力学行为和奇怪吸引子的分形特征.利用分岔图、相图和Lyapunov指数谱分析系统的分岔过程,研究系统通向混沌的道路并确定系统处于混沌运动的参数区间;采用G-P算法计算奇怪吸引子的关联维数和Kolmogorov熵,对奇怪吸引子的分形特征定量刻画;采用逃逸时间算法构造奇怪吸引子的彩色广义M-J集,对奇怪吸引子的分形特征定性表征.结果表明,这些分析方法的配合使用可以更全面、形象地描述奇怪吸引子的分形特征.     

受迫Holmes-Duffing系统安全域分形及时滞速度反馈控制

以受迫Holmes-Duffing系统为研究对象, 对系统施加时滞速度反馈控制, 研究周期激励引起的系统安全域的分形侵蚀及时滞速度反馈对分形侵蚀安全盆的控制作用. 利用Melnikov函数法给出时滞受控系统的安全盆的边界分形条件. 再以时滞量为变参数, 运用四阶Runge-Kutta方法和点映射方法数值研究了时滞对受控系统安全盆的影响规律. 结果表明在弱反馈下, 时滞量的增大能够提高安全盆边界分形的阈值, 从而抑制安全盆的分形侵蚀. 说明时滞速度反馈能够有效抑制系统的安全盆侵蚀.     

周期受击陀螺系统波函数的分形

研究了周期受击陀螺系统波函数的分形. 发现在打击强度系数较弱时 (即≤ 1时), 相空间是规则的, 分形维接近于1; 随着打击强度系数的增大, 相空间开始变得混沌, 分形维也随之增大; 当打击强度系数达到6时, 相空间完全混沌, 分形维将达到最大值, 此时若继续增大打击强度系数, 分形维保持基本不变. 关键词： 陀螺 波函数 分形维 相空间     

初始状态对自组织演化过程的影响

从实验上系统研究了在强电场下处于介质中的大量金属小球从不同初始状态通过自组织演化为分形的过程;用Sandbox方法定量分析了最终形成的稳定树枝状分形的维数。结果表明:不同初始状态形成分形的过程完全不同,但最终的树枝状分形的维数基本相同。分析认为,小球之间的相互作用存在临界作用距离,不同初始状态相邻小球之间的平均间距不同,因而演化过程不同;而维数相同正是系统耗散相同的体现。     

花簇分形无标度网络中节点影响力的区分度

大量研究表明分形尺度特性广泛存在于真实复杂系统中, 且分形结构显著影响网络上的传播动力学行为. 虽然复杂网络的节点传播影响力吸引了越来越多学者的关注, 但依旧缺乏针对分形网络结构的节点影响力的系统研究. 鉴于此, 本文基于花簇分形网络模型, 研究了分形无标度结构上的节点传播影响力. 首先, 对比了不同分形维数下的节点影响力, 结果表明, 当分形维数很小时, 节点影响力的区分度几乎不随节点度变化, 很难区分不同节点的传播影响力, 而随着分形维数的增大, 从全局和局域角度都能很容易识别网络中的超级传播源. 其次, 通过对原分形网络进行不同程度的随机重连来分析网络噪声对节点影响力区分度的影响, 发现在低维分形网络上, 加入网络噪声之后能够容易区分不同节点的影响力, 而在无穷维超分形网络中, 加入网络噪声之后能够区分中间度节点的影响力, 但从全局和局域角度都很难识别中心节点的影响力. 所得结论进一步补充、深化了基于花簇分形网络的节点影响力研究, 研究结果对实际病毒传播的预警控制提供了一定的理论借鉴.     

标度理论及其分形几何

 本文利用量纲分析的方法，对分形中周长-面积关系与一般分形曲线的长度公式的量纲进行了分析；给出了普通标度理论与分形中标度变换间的定量关系。我们给出了描述随机耗散系统中分形的一种数学理论与分形结构上的输运过程，并讨论了某些预言性的结果，有待实验上加以证明。     

新的具有光滑二次函数混沌系统的构建与实现

拓展和改变Lorenz混沌系统的非线性函数,构建一个新的具有光滑二次函数的自治混沌系统,系统包含3个系统变量乘积的非线性函数项和5个平衡点,详细讨论了平衡点的性质并计算了分形维数.利用分岔图和Lyapunov指数谱对系统随参数变化的情况进行分析后得出,系统会发生倍周期分岔.用数字信号处理芯片对混沌系统进行硬件实现,实验结果表明理论分析的正确性以及系统具有较为复杂的动力学行为. 关键词： 混沌系统 分岔图 Lyapunov指数 数字信号处理     

变形双重介质分形油藏非达西流动分析

考虑与实际生产相符的介质的双重特性和分形特征,并考虑介质的变形,引入双重分形介质渗透率模数,建立应力敏感地层双重分形介质系统的流动方程.采用Douglas-Jones预估-校正法获得无限大地层定产量生产时变形双重分形介质模型的数值解和无限大地层定压生产时分形介质双孔模型的数值解,作出了典型的压力曲线图版.     

胶体系统中的非线性生长与聚集

聚苯乙烯胶体可以实验条件控制下成为不同的准二维分形聚集生长系统，由于聚集机制的不同，聚集集团的和聚集过程的动力学表现丰富的多彩的特性，这些生长模拟系统可以分别作为自相似分形生长，自仿射分形生长，渗流集团等多种非线性生长的实验体系。     

一个新四维非自治超混沌系统的分析与电路实现

在以Lorenz系统为基础的一个新超混沌系统上,加入一个驱动信号,组成了一个四维非自治超混沌系统.该系统基本动力学特性的变化,主要是通过控制外界输入信号的频率实现的.在不同的频率参数下,该系统体现出了周期轨、二维环面、混沌以及超混沌不同的动力学特性,其中周期轨特性较为显著.这个现象在数值仿真以及分形分析上得到了很好地验证.最后设计一个模拟电路,通过实验结果进一步验证了与数值仿真的一致性.     

系列新IFS分形图象的获取与分析

首次发现了类似墨竹叶之ＩＦＳ分形图及其系列衍生图象的生成