Partial Synchronization and Partial Amplitude Death in Mesoscale Network Motifs
我们研究了网络拓扑结构和复杂时空模式之间的相互作用,并引入了一个概念,分析预测网络的复杂模式的线性对称和瞬时耦合的Stuart-Landau振荡器的网络拓扑结构的基础上。这些模式包括部分振幅死亡和部分同步,并发现存在于所有的无向网络多达5个节点的大品种。的基本概念被证明是强大的频率失配方面,也可以扩展到更大的网络。此外,它直接链接到一个网络的拓扑特征值的一个小子集的完全同相同步的稳定性。
2014-11-06 nlin.AO
Amplitude death in oscillator networks with variable-delay coupling
研究了在耦合和自反馈中包含时变时滞的时滞耦合极限环振子网络中振幅死亡的条件。通过将主稳定性函数形式化以包括具有高频延迟调制的可变延迟连接(即,的分布延迟限制),我们分析了在环形网络的Stuart-Landau振荡器的振幅死亡的制度,并证明了所提出的方法相对于常数延迟的情况下的优越性。稳定的稳定状态的可能性是由独立的网络拓扑结构和耦合参数的局部节点动力学的奇数属性的限制。
2013-11-29 nlin.AO nlin.CD
Solitary death in coupled limit-cycle oscillators with higher-order interactions
本文提出不可分解为成对相互作用的高阶耦合方案,在Stuart-Landau振子中发现孤立出现的稳定死亡态,并揭示其爆发性转变伴随振幅骤增与振荡复苏,且与癫痫发作动力学相似。
2023-08-07 nlin.AO
Amplitude chimera and chimera death induced by external dynamical agents
我们报告的出现稳定的振幅嵌合体和嵌合体死亡的两层网络,其中一层具有相同的非线性振荡器相互作用,直接通过本地耦合和间接通过动态代理,形成第二层的合奏。第二层中动力学因子之间相互作用的非定域性导致第一层中不同类型的嵌合体相关动力学状态。振幅嵌合体在他们被发现是非常稳定的,而嵌合体死亡状态普遍增加耦合强度。所提出的结果是耦合的Stuart-Landau振荡器的系统,并可以在一般情况下表示系统与短程相互作用耦合到另一组系统与长程相互作用。在这种情况下,通过调节振子之间的相互作用的范围或两种类型的系统之间的耦合强度,我们可以控制嵌合态的性质,系统可以恢复到均匀的稳态。动态代理的非局部交互与远程交互可以被认为是一个动态的环境或介质与系统的相互作用。我们指出,第二层可以作为一个加强机制下的各种可能的相互作用的第一层所需的效果。
2020-06-12 nlin.AO physics.soc-ph
Additional complex conjugate feedback induced explosive death and multistabilities
许多自然和人造系统需要适当的反馈才能正常工作。在这项研究中,我们的目标是调查的影响,额外的复共轭反馈对全球耦合的斯图尔特-朗道振荡器。我们发现,这种额外的反馈的对称性破缺集群和异相集群的发病的结果。有趣的是,我们还发现存在爆炸性振幅死亡以及不同的多稳态。我们通过振幅序参量描述了一阶跃迁到爆炸性死亡的过程,并证明了从振荡态到死亡态的跃迁确实具有滞后性。此外,我们映射的参数空间中的全局动力学转换。此外,为了理解多稳定性的存在及其转换,我们分析了简化模型的分叉场景,并探讨了它们的流域稳定性。我们的研究将揭示在额外的反馈存在下的涌现动力学。
2022-08-26 nlin.AO
Resurgence of oscillation in coupled oscillators under delayed cyclic interaction
本文研究了耦合动力学单元通过时滞循环模相互作用的系统中振幅死亡和振荡从抑制态的恢复。为了使振荡从振幅死态复活,我们在循环耦合形式中引入了非对称性和反馈参数,结果耦合振荡系统的死区由于较高的非对称性和较低的反馈参数值而缩小.导出了两个耦合极限环振子振幅死亡和恢复的解析条件,并进行了数值模拟,验证了理论结果。我们还报道了在全同耦合振子网络中,振荡的死态和从猝灭态的复活是可能的。利用混沌Lorenz振子对该机制进行了验证。
2017-07-18 nlin.AO nlin.CD
Quantum manifestations of homogeneous and inhomogeneous oscillation suppression states
研究了耦合全同量子振子中均匀和非均匀振荡抑制态的量子表现。考虑通过加权平均场扩散耦合的量子vanderPol振子,利用开放量子系统的形式,我们证明了依赖于耦合和平均场密度,存在两种类型的量子振幅死亡,即压缩和非压缩量子振幅死亡.令人惊讶的是,我们发现在经典极限下的量子振子中不存在非均匀振荡抑制态(或振荡死亡态)。然而,在深量子体系中,我们发现了一种振荡类死态,这种振荡类死态通过维格纳函数的破缺分岔表现在相空间中。我们的结果还暗示了通过“量子”图灵型分岔从量子振幅死亡态到振荡死亡态的可能性。我们相信,量子振荡死态的观测将加深我们对量子域中破缺动力学的认识。
2020-11-19 nlin.AO nlin.CD quant-ph
Explosive death in nonlinear oscillators coupled by quorum sensing
许多生物和化学系统都表现出集体行为,以响应其种群密度的变化。这些元素或细胞通过动力因子或信号分子相互通信。在这项工作中,我们探讨了动态的非线性振荡器,特别是斯图尔特-朗道振荡器和瑞利振荡器,全球相互作用,通过动态代理在周围环境中建模为一个群体感应相互作用。当振荡幅度较小时,系统表现出典型的从振荡态到死态的连续二阶跃迁。然而,有趣的是,当振荡的振幅很大时,我们发现系统显示出从振荡到死亡状态的突然转变,这种转变被称为“爆炸死亡”。因此,群体感应形式的相互作用可以诱导通常的二级跃迁,以及突然的一级跃迁。此外,在爆炸死亡跃迁的情况下,振荡态和死亡态在跃迁点附近的耦合强度范围内共存。这种新出现的滞后机制随着平均场反馈强度的增加而变宽,并且与在生物、化学和物理过程中广泛观察到的滞后有关。
2019-04-24 nlin.AO nlin.CD
Chimera Death: Symmetry Breaking in Dynamical Networks
对于具有非局域拓扑结构和破环耦合的一般振荡器网络,我们建立了新的部分相干非均匀空间模式,它结合了嵌合体状态(共存的不一致的相干和非相干域)和振荡死亡(振荡抑制)的特征,我们称之为嵌合体死亡。我们表明,由于非定域性的相互作用和耦合导致的旋转对称性破坏,从振荡行为到稳态状态的两种不同情况是可能的:通过同相同步振荡从振幅嵌合体到嵌合体死亡的转变,以及直接突变较大耦合强度的转变。
2014-02-03 nlin.AO nlin.CD
Dynamical States and Bifurcations in Coupled Thermoacoustic Oscillators
耦合自持振子中出现的丰富的动力学现象,主要是同步和振幅死亡,在科学和工程的许多领域引起了相当大的兴趣。在这里,我们提出了一个全面的理论研究,这些精致的现象在降阶模型的两个耦合Rijke管振荡器,这是典型的热声振荡器的表现。我们通过改变系统参数(如振子的非耦合振幅和固有频率)和耦合参数(如耦合强度和耦合延迟)来描述两个相同和不同振子的动力学行为。本模型捕捉所有的动力学现象-即同步,相位翻转分岔,振幅死亡,部分振幅死亡-在耦合Rijke管的实验中观察到的。通过进行数值模拟和推导近似解析解,我们系统地破译了上述现象的条件和分叉。这项研究提供的见解可以用来了解燃气轮机燃烧室中的多个罐之间的相互作用,并制定合适的控制策略,以避免不必要的热声振荡。
2022-01-18 nlin.AO
Self-coupling: An Effective Method to Mitigate Thermoacoustic Instability
本研究提出利用空心管提供声学自反馈的自耦合方法来抑制热声不稳定性,通过实验和建模确定了在Rijke管中实现振幅死亡的最佳耦合条件,发现其比相互耦合更有效且成本低廉。
2022-01-18 nlin.AO physics.flu-dyn
Synchronization Patterns: From Network Motifs to Hierarchical Networks
我们研究复杂的同步模式,如集群同步和部分振幅死亡的耦合网络的Stuart-Landau振荡器与分形连接。分形或自相似拓扑的研究是由大脑中的神经元网络激发的。这种分形属性在分层网络中得到了很好的体现,为此我们提出了三种不同的模型。此外,我们引入了一个分析的特征解方法,并提供了一个全面的网络拓扑结构和相应的网络动态的相互作用的图片,从而使我们能够预测任意大的层次网络的动态简单地通过分析小的网络图案。我们还表明,振荡死亡可以诱导在这些网络中,即使耦合是对称的,相反,以前的理解振荡死亡。我们的研究结果表明,拓扑结构和动力学之间存在直接的相关性:层次网络表现出相应的层次动力学。这有助于弥合中尺度图案和宏观网络之间的差距。
2016-11-04 nlin.AO nlin.PS
Oscillation Quenching in Stuart-Landau Oscillators via Dissimilar Repulsive Coupling
振荡的猝灭,即振幅和振荡死亡,是现实世界中许多复杂系统所表现出的一种新兴现象。在这里,我们介绍了一个计划,结合不同的耦合和排斥反馈链接的相互作用的斯图尔特朗道振荡器和解析推导出的振幅死亡所需的条件。重要的是,这种分析是独立的网络的大小,提出了一种通用的方法来计算各种不同的耦合方案的稳定性条件,以及适合于非全同振荡器。最后,我们讨论了惊厥性发作中振荡淬灭现象与发作后广义脑电抑制的相似性。
2022-11-07 nlin.AO
Chimera-Like Coexistence of Synchronized Oscillation and Death in an Ecological Network
我们报道了一种新的时空状态,即在一个现实的非局域耦合振子生态网络中,{ \it同步振荡}和{ \it稳定稳态}(CSOD)的嵌合体状不协调共存.与{ \it嵌合体}和{ \it嵌合体死亡}状态不同,在CSOD状态下,相同的振子自组织成两个共存的空间分离的域:在一个域中,相邻的振子显示同步振荡,而在另一个域中,相邻的振子随机地填充同步振荡状态或稳定的稳态(我们称之为死亡状态)。我们发现非定域性和耦合强度的相互作用导致了两条通向CSOD态的路径:一条是从振幅嵌合体和死亡共存的混合态,另一条是从全局同步态.我们进一步探讨了这项研究在生态学中的重要性,为空间同步性和全球物种灭绝之间的关系提供了新的见解。
2015-06-06 nlin.AO nlin.CD
Explosive oscillation death in coupled Stuart-Landau oscillators
近年来,爆炸相变,如爆炸渗流、爆炸同步等引起了人们广泛的研究兴趣。到目前为止,大多数现有的作品研究Kuramoto型模型,其中只涉及相变量。在这里,我们报告的发生爆炸振荡淬火耦合斯图尔特-朗道振荡器,结合相位和振幅动态系统。我们观察到三种具有不同微观发生机制的典型情景,即,普通振荡死亡、层次振荡死亡和簇爆发振荡死亡,分别对应不同频率分布的振子。我们进行了理论分析,并获得后向转变点,这是独立的具体的频率分布。数值结果与理论预测一致。
2017-03-01 nlin.AO nlin.CD physics.soc-ph
Emergent rhythms in coupled nonlinear oscillators due to dynamic interactions
探讨了一种新形式的动态相互作用的作用在网络中的通用相同的振荡器。所提出的动态耦合的设计促进了过多的渐近状态,包括同步状态,振幅死亡状态,振荡死亡状态,混合状态(完全同步集群和小振幅非同步域),和双稳态(两个吸引子共存)的发病。从振荡态到死亡态的动力学转变的特点是使用平均时间相互作用近似,这与时间相互作用的数值结果一致。一级相变行为可以转变为二级相变的空间动力学相互作用,仅取决于选择的初始条件,在超导体制。然而,这种可能的突然的一阶像过渡是完全不存在的情况下的时间动态相互作用。除了对周期Stuart-Landau系统的研究外,我们还对Rössler振子的聚合混沌模型和Mac-arthur生态模型进行了研究。
2021-01-08 nlin.AO
Impact of symmetry breaking in networks of globally coupled oscillators
我们分析了对称性破缺的后果,在全球耦合相同的斯图尔特-朗道振荡器的网络中的耦合。我们观察到对称性破缺导致振荡态动力学行为的无序性增加,从而导致丰富多样的动力学态。根据非等时性参数的大小,我们发现了振幅嵌合、振幅簇、频率嵌合和频率簇等多种动力学状态。此外,我们还发现了不同的过渡路线,最近观察到的嵌合体死亡状态的对称性破缺的存在下,即使与全球耦合。我们还分析验证了嵌合体的死亡区域,证实了数值结果。并将上述结果与对称性保持情况下的结果进行了比较。
2015-04-27 nlin.AO nlin.CD
Transition from homogeneous to inhomogeneous limit cycles: Effect of local filtering in coupled oscillators
我们报道了耦合全同振子中一个有趣的极限环破缺跃迁,即从齐次极限环振荡到非齐次极限环振荡的连续跃迁。所观察到的转变是从振幅死亡的图灵型突变转变的振荡模拟(即,稳定均匀稳态)到振荡死亡(即,稳定的非均匀稳定状态)。这种新的转变发生在参数区的发生节奏和振荡死亡的结果存在的本地过滤的耦合path. We认为范式振荡器,如Stuart-Landau和van der Pol振荡器下的平均场耦合低通或全通滤波自反馈和通过严格的分岔分析,我们探索这种转变的起源。此外,我们通过实验证明了所观察到的过渡,这建立了其鲁棒性的参数波动和噪声的存在。
2018-04-19 nlin.AO nlin.CD physics.app-ph
Role of time scales and topology on the dynamics of complex networks
时间尺度和非线性振荡器的复杂网络的结构特性之间的相互作用可以产生许多有趣的现象,如振幅死亡,集群同步,频率同步等,我们研究这种现象的出现和它们的过渡考虑一个复杂的网络的动力系统中的一小部分系统在网络上的一个较慢的时间尺度上的演变。我们报告了整个网络的振幅死亡的过渡,以及随着连接模式的变化,过渡附近的缩放。我们还讨论了振荡的抑制和恢复以及随着慢系统数目的增加的交叉行为。通过考虑多时间尺度系统的无标度网络,研究了链结构的非均匀性对动力学性质的影响以及由此产生的临界行为。在这种情况下,集线器变慢,我们的主要结果是逃逸时间的统计损失的完全同步的缓慢蔓延的网络和整个网络的自组织到一个新的频率同步状态。我们的研究结果在生物,物理和工程网络组成的异质振荡器有潜在的应用。
2019-04-20 nlin.AO physics.soc-ph
Stable amplitude chimera states in a network of locally coupled Stuart-Landau oscillators
研究了Stuart-Landau振子\textit{locally coupled}网络中瞬态振幅嵌合、稳定振幅嵌合和不完全呼吸嵌合等集体动力学态的发生.在不完全呼吸嵌合体状态中,同步的振荡器组表现出具有大振幅的振荡,而去同步的振荡器组以小振幅振荡,并且同步和去同步的振荡的共存的这种行为随时间波动。然后我们分析了振幅嵌合态在各种情况下的稳定性,包括系统参数和耦合强度的变化,以及振子初始状态的扰动。对于系统参数,即非等时性参数的值的增加,对于足够大的耦合强度值,瞬态嵌合体状态变为稳定嵌合体状态。此外,我们还通过扰动振子的初始态来分析这些态的稳定性。我们发现,虽然一个小的扰动允许一个扰动大量的振荡器产生一个稳定的振幅嵌合态,一个大的扰动允许一个扰动少量的振荡器得到一个稳定的振幅嵌合态。利用Floquet理论,我们还发现了适当数目振子下瞬态和稳态振幅嵌合态以及行波态的稳定性。此外,我们还发现了非相干振荡死态的稳定性。
2018-03-02 nlin.AO