周期力对随机系统的影响研究

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本学位论文研究了周期力对随机系统的调控问题。首先对周期力对随机系统的研究状况和研究意义进行了综述;其次,对周期力作用下随机动力学系统的研究方法做了介绍。紧接着研究了周期力对惯性布朗马达动力学行为的影响,最后研究了周期力对Logistic系统亚稳态稳定性的影响,具体的研究结果总结如下:在“研究周期力对惯性布朗马达动力学行为的影响”这一部分中,通过两个谐波分量的振荡信号,在惯性布朗马达观察到相对高温度下的负迁移现象。对于同样的由单色信号驱动的系统,负迁移(不管是源于热波动还是共存吸引子)都不能在高温条件下存在。双谐波的存在提高了观测异常运输行为的温度范围。结果可能提供一种替代方案控制惯性布朗马达的异常运输。数值模拟表明,对于有限的正偏压力,最大负电流发生在相对较大的噪声强度,而异常速度的大小也非常大。该结果意味着可以通过双调谐驱动器在相对较高的温度下观察到显著异常的运输行为。该部分主要研究在谐波混频控制下布朗马达的异常流动性。所得结果发现这种控制方法,还能满足较高的温度存在和较大的反方向传输的两个目标,有助于进一步的实验研究。由于双谐波信号的相对相移,使时间反演的对称性被破坏,使粒子具有抵抗外力的能力。当额外的周期信号干扰布朗马达时,可以观察到反常的传输现象:也就是在一定的区间,随着偏置的增加,绝对负迁移行为有两个最优区域。信号的幅度和频率在较大范围内可以存在绝对负迁移率。通过在确定性吸引子控制的参数中控制这个额外周期信号的幅度,可以观察到绝对负迁移率,负线性迁移率和负微分迁移率。这些现象可以用共存吸引子的理论来进行解释。我们研究了谐波混频法如何对惯性布朗马达中的反常输运行为进行控制。采用谐波混频法控制系统的输运,温度较高条件下,其开始向相反的方向强输送,这种原理可以很好的指导实验研究。研究了周期力对Logistic模型中亚稳态稳定性的影响;导出了该系统由亚稳态到稳定状态的平均首通时间(MFPT);基于该表达式,分析周期力对平均首通时间(MFPT)的影响。结果如下:在乘性噪声诱导跃迁的情况中,乘性噪声和周期力削弱亚稳态的稳定性;在加性噪声诱导跃迁的情况中,加性噪声在周期力上半周期取值时会削弱亚稳态稳定性,然而在周期力下半周期取值时加性噪声会加强亚稳态稳定性;在乘性噪声与加性噪声的相关联诱导跃迁情况中,乘性噪声与加性噪声的相关性和周期力会削弱亚稳态的稳定性。结果表明:1、周期力有类似噪声的影响效应,可以通过取周期力的值来控制亚稳态的寿命。2、当周气力与噪声协同作用时,乘性噪声和周期力削弱了亚稳态的稳定性,乘性和加性噪声之间的相关性和周期力削弱了亚稳态的稳定性,仅当周期性力取后半周期值时,亚稳态的稳定性能被加性噪声增强,这是对于周期力调制作用下,乘性和加性噪声对亚稳态稳定性影响效应不同的的表现。这样的研究结果对肿瘤细胞的周期性介入治疗具有一定的理论指导意义。
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