耦合非全同振子集群行为的实验与理论研究

项目名称： 耦合非全同振子集群行为的实验与理论研究

项目编号： No.11375033

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 吴晔

作者单位： 北京邮电大学

项目金额： 72万元

中文摘要： 耦合振子系统的集群行为（包括同步、振幅死亡、斑图形成和信号传导等）是物理、生物、化学工程等诸多领域的普遍现象。实际系统中大都是非全同耦合振子，其动力学行为也更复杂和重要。本项目提出开展力学实验与理论相结合的研究,旨在揭示耦合非线性复杂时空和复杂网络动力系统的同步性质、演化规律及其有效控制。制备系列简易实验装置(如磁耦合不等长单摆、耦合非全同节拍器、耦合Chua电路实验等)，利用自主研发的图像和轨迹记录装置，观测不同参数空间分布下非全同振子系统的幅频、相频响应和复杂运动行为，确定参数空间分布对耦合系统集群行为的影响，建立实验的数学模型。基于数学平衡点理论和边界限制条件，提出快速计算非全同耦合振子时空系统中的临界同步或临界死亡时的耦合强度的算法，研究参数非全同和不同拓扑结构下耦合振子的同步机制和集群行为的统计规律，进而通过参数序列编排或调控尽可能少的节点（或边）来实现大规模网络的高效控制。

中文关键词： 非线性动力学；同步；复杂网络；实验平台；耦合系统

英文摘要： Collective dynamics (including synchronizations, amplitude death, pattern formation and signal transimission etc) of coupled oscillators are widely observed in various areas such as physics, biology and chemistry etc. The dynamics of non- identical osical

英文关键词： nonlinear dynamics；synchronization；complex networks；experiment platform；coupled systems