Chaotic fractional‐order model for muscular blood vessel and its control via fractional control scheme

This article studies the chaotic and complex behavior in a fractional‐order biomathematical model of a muscular blood vessel (MBV). It is shown that the fractional‐order MBV (FOMBV) model exhibits very complex and rich dynamics such as chaos. We show that the corresponding maximal Lyapunov exponent of the FOMBV system is positive which implies the existence of chaos. Strange attractors of the FOMBV model are depicted to validate the chaotic behavior of the system. We change the fractional order of the model and investigate the dynamics of the system. To suppress the chaotic behavior of the model, we propose a single input fractional finite‐time controller and prove its stability using the fractional Lyapunov theory. In addition, the effects of the model uncertainties and external disturbances are taken into account and a robust fractional finite‐time controller is constructed. The upper bound of the chaos suppression time is also given. Some computer simulations are presented to illustrate the findings of this article. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. Complexity 20: 37–46, 2014     

Applications of the representative points in statistical simulations

The paper gives a new approach to statistical simulation and resampling by the use of number-theoretic methods and representative points. Resempling techniques take samples from an approximate population. The bootstrap suggests to use a random sample to form an approximate population. We propose to construct some approximate population distribution by the use of two kinds of representative points, and samples are taken from these approximate distributions. The statistical inference is based on those samples. The statistical inference in this paper involves estimation of mean, variance, skewness, kurtosis, quantile and density of the population distribution. Our results show that the new method can significantly improve the results by the use of Monte Carlo methods.     

特高含水期井震结合注采系统挖潜调整研究

进入特高含水期后,开展注采系统调整挖潜剩余油是油田持续稳产的关键.为了提高特高含水阶段油田采收率,提出井震结合方法精细标定构造层位、认识储层特征,构建地质模型并数值模拟剩余油分布,针对剩余油应用井震结合解释成果设计注采系统调整方案并优化相应注水强度.实验区块研究结果表明:特高含水期,采用井震结合注采系统调整方法最终产油量和采收率分别提高31.21×10~4t和1.54%,能够达到有效挖潜剩余油的目的;而改变注水强度对最终开发效果影响显著,随着注水强度增加,采收率先增大后减小,存在最佳的注水强度为9m~3/d·m.     

葡I组油层聚驱后剩余油分布情况及挖潜措施

大庆南五区葡Ⅰ油层组从2005年开始进行聚驱开发.根据大庆油田第二采油厂提供的动、静态数据,采用数值模拟方法,分析了葡Ⅰ油层组聚驱后剩余油分布规律,结果表明:PI组聚驱后剩余油主要集中在P12b、P12c剩余油潜力巨大;聚驱后可以采用调剖、堵水、重复压裂、井网调整等措施进行挖潜.研究结果为葡Ⅰ油层组后续开发提供了指导依据.     

大数定律MATLB随机模拟的规律性

第二作者等用一个哲学公式及0.9规格化了收敛过程,从而形象化地解释了概率论与随机计算中的若干定理,使模拟的数值规律化.基于数学软件MATLB进行了大数定律的随机模拟,直观形象地展示了1/n∑_(i=1)~nX_i到数学期望μ的收敛过程,与第二作者等的哲学公式相吻合,从而有助于学生理解和掌握大数定律.     

基于粒子滤波算法的航迹误差分析

当前针对飞行预测的研究主要采用的是kalman算法,在解决非线性问题时存在着只能近似线性的而不够精确的问题.采用近年来受到广泛关注的粒子滤波算法,针对RNAV航路进行分析,结论中得到了对飞行误差仿真分析并对比了卡尔曼滤波仿真效果,证实了粒子滤波在航迹预测中更好的准确性.     

基于多种用海功能的海域使用权拍卖机制研究

海域使用权拍卖是对海域资源进行市场化配置的重要方式.基于海域资源的立体性和层次性特征,提出了多种用海功能约束下的海域使用权拍卖机制,设计了综合效用函数,对海域使用权进行经济价值与生态补偿的综合评价,促进海域资源的多层次利用与开发.仿真结果表明:相比较于单一功能的海域使用权拍卖,多属性拍卖能够改善海域使用权拍卖效率,同时拍卖结果也提高了政府对海域使用权拍卖的满意度和最终效用,为我国海域使用权拍卖方式的创新提供了理论基础.     

有Logistic增长的媒介传播模型分析

建立了贮存宿主鸟类与传染宿主蚊子都具有Logistic增长的西尼罗河病毒传播模型,获得了基本再生数R_0.当R_0<1时,通过构造Lyapunov函数,证明了无病平衡点的全局渐近稳定性.当R_0>1,且满足不同条件时,得到了正平衡点的存在性,数值模拟验证了理论结果的正确性.     

一种新的空间权重矩阵构造及模拟比较研究

空间权重矩阵的构造一直是地理学、空间计量经济学和医学等领域中的难点和热点问题.权重矩阵合适与否,将直接关系到模型的最终估计结果.基于AMOEBA过程,通过局部Moran'I的比较,得到新的"邻接"关系区域,并结合基于经济距离的权重,构造出新的权重矩阵.为了进一步分析其优劣,利用蒙特卡罗模拟,在空间滞后模型下,对几种常用的权重矩阵,通过极大似然估计,利用评价标准进行比较研究.模拟结果表明:在大样本情形下,构造的新的权重矩阵,较其他几种常见权重矩阵对应的估计值更接近真值,模型拟合效果更好.同时,通过模拟比较研究也得到了一些有意义的结论.     

基于有限元法的混凝土输水管内硫酸根离子扩散分析

暴露于硫酸盐环境中的混凝土输水管易遭受硫酸盐化学侵蚀,导致其耐久性退化、提前失效;而环境中硫酸根离子传输进入混凝土是其化学侵蚀的前提.为获得混凝土内硫酸根离子的扩散进程,首先基于Fick定律及质量守恒定律,建立饱和混凝土管内硫酸根离子的扩散-反应模型.其次,将扩散-反应模型的边界条件齐次化,建立其有限元控制方程.然后,开展硫酸钠溶液中水泥砂浆圆柱试件的腐蚀试验,测定试件不同深度处的硫酸根离子浓度,与模型计算结果对比,以验证模型.最后,开展数值模拟研究,分析混凝土输水管外表面、内外表面暴露于浓度恒定或振荡的硫酸盐溶液情况下管内硫酸根离子浓度的时空分布.