Diverse coherence-resonance chimeras in coupled type-I excitable systems
相干共振嵌合体被发现在[物理评论Lett. 117,014102(2016)],其在II型可激发系统的网络中存在噪声的情况下组合了相干共振和经典嵌合体的效果。然而,在I型可兴奋单元网络中还没有观察到同样的情况。在本文中,我们首次报道了在耦合的I型可激发系统中相干共振嵌合体的发生。我们考虑一个范例模型的I型兴奋性,即鞍结无限周期模型,并表明相干共振嵌合体出现在一个最佳范围内的噪声强度。此外,我们发现了一种独特的嵌合体模式,它是经典嵌合体和相干共振嵌合体的混合。我们支持我们的结果,使用定量措施,并将它们映射到参数空间。这一研究揭示了相干共振嵌合体是一种普遍的嵌合体模式,从而加深了我们对噪声在耦合可激发系统中作用的理解。
2022-11-01 cond-mat.dis-nn nlin.AO nlin.CD
Route to chaos and chimera states in a network of memristive Hindmarsh-Rose neuron model with external excitation
在本文中,我们已经介绍和研究的集体行为的忆阻Hindmarsh-Rose(HR)神经元网络。该模型考虑了传统二维HR神经元的忆阻自适应特性。利用单参数分岔图及其对应的最大李雅普诺夫指数图,我们证明了该模型能够表现出反向的倍周期混沌路径,即内部和外部危机现象.已经考虑了忆阻HR神经元模型的环-星网络的三种不同配置,包括环-星、环和星。这些网络结构的研究揭示了非相干,相干,嵌合体,和集群状态的行为。相干行为的特征在于网络神经元的同步,而非相干行为的特征在于缺乏同步。嵌合体状态是指网络的同步节点和非同步节点共存的不同状态。该论文的一个有趣的结果是双阱嵌合体状态在环形和环形星形网络中的普遍存在,这在忆阻HR神经元模型的情况下首次提到。
2022-11-17 nlin.AO nlin.CD
Chaotic Weak Chimeras and their Persistence in Coupled Populations of Phase Oscillators
非平凡的集体行为可能出现在许多振荡单元的相互作用动力学中。嵌合态是空间局域相干和非相干振荡的混沌模式。最近引入的弱嵌合体的概念给出了一个严格的可测试的表征嵌合体状态的有限维相位振荡器网络。本文给出了动力不变集在扰动下的持久性结果,并将其应用于广义耦合相位振子的耦合种群。与迄今为止构造的具有非正最大李雅普诺夫指数的弱嵌合体相比,我们证明了混沌的弱嵌合体可以存在于相位振荡器耦合种群之间的耦合消失的极限中。我们提出的数值证据表明,积极的李雅普诺夫指数可以持续为一个积极的措施,这种人口间的耦合强度。
2016-10-07 math.DS nlin.AO nlin.CD
Time-delayed feedback control of coherence resonance chimeras
利用FitzHugh-Nagumo系统的可激发态模型,研究了时滞反馈对非局域耦合网络中噪声诱导的嵌合态的影响,相干共振嵌合体它示出,时间延迟的反馈允许控制这些嵌合体状态发生的参数值的范围。此外,对于反馈延迟接近系统的固有周期,我们发现了一个新的制度,我们称之为周期二相干共振嵌合体。
2017-05-10 nlin.AO
Coherence-resonance chimeras in a network of excitable elements
我们证明,嵌合体的行为可以观察到在非局部耦合网络的可兴奋系统中存在的噪声。这种现象与发生在确定性振荡系统中的经典嵌合体不同,并且它结合了相干共振的时间特征,即,噪声的建设性作用和嵌合体状态的空间特性,即,在相同元件的网络中空间相干域和非相干域的共存。相干共振嵌合体与相干和非相干域的位置的交替切换有关,这可能与神经元网络有关。
2016-01-11 nlin.AO
Hyperbolicity impedes emergence of chimera states in networks of nonlocally coupled chaotic oscillators
我们分析了具有时间离散或时间连续动力学(Henon映射,Lozi映射,Lorenz系统)的相同混沌振子的非局部耦合网络。我们假设,嵌合体状态,在空间域的相干(同步)和非相干(desperlized)动力学共存,只能在非双曲混沌系统的网络中,不能在双曲系统的网络中找到。双曲和非双曲情况下的分析结果和数值模拟支持这一假设。
2015-09-18 nlin.AO
Chimera resonance in networks of chaotic maps
本文通过数值研究非局域耦合混沌映射环网络,发现加性高斯噪声在特定最优强度下能显著拓宽奇美拉态出现的耦合强度范围,揭示了噪声的建设性作用,并将其命名为奇美拉共振。
2023-07-05 cond-mat.dis-nn nlin.AO nlin.CD
Transitions from chimeras to coherence: An analytical approach by means of the coherent stability function
嵌合体状态在最近的过去一直是一个充满活力的研究课题,但从嵌合体到相干态的转换的分析处理仍然是一个挑战。在这里,我们分析得出的必要条件,这种过渡的相干稳定性函数的方法,这是类似于主稳定性函数的方法,传统上用于研究耦合振荡器中的同步的稳定性。在嵌合体状态中,通常至少有一组振荡器以漂移、随机的方式演化,而其他组振荡器则遵循更平滑、更连贯的轮廓。在相干态中,振子之间存在一个光滑的函数关系。这为确定相干态稳定性的相干稳定函数方法奠定了基础。随后,我们测试的分析预测数值计算的强度在过渡点的不相干。我们使用水蛭神经元,表现出的混沌和周期性的紧张尖峰取决于初始条件,通过非本地电突触耦合共存,以证明我们的方法。我们系统地探讨了各种动力学状态,重点是嵌合体和相干之间的过渡,充分证实了相干稳定性函数的有效性。我们还观察到更高的耦合强度值,我们验证了主稳定性函数的方法完全同步。
2019-08-01 nlin.AO nlin.CD
Noise-induced chimera states in a neural network
我们表明,嵌合体模式可以诱导噪声在非局部耦合神经网络的可兴奋制度。与无噪声振荡网络中的经典嵌合体不同,它们具有两种现象的特征:相干共振和嵌合态。因此,我们称之为相干共振嵌合体。这些模式证明了噪声的建设性作用,并出现在噪声强度的中间值,这是相干共振的一个特征。在相干共振嵌合体状态下,由相同元素组成的神经网络分裂成两个行为不同的共存域:空间相干和空间非相干,这是嵌合体状态的典型特性。此外,这些噪声诱导的嵌合态的特征在于交替的行为:相干和非相干域周期性地切换其位置。我们表明,这种交替开关可以通过分析耦合函数来解释。
2016-11-10 nlin.AO
Mechanism for Strong Chimeras
嵌合体态作为一种非相干态,具有非相干性和相干性共存的特性,引起了人们的广泛关注。尽管从分析特定系统中获得了有价值的见解,但仍然缺乏对嵌合体出现的一般物理机制的理解。在这里,我们表明,许多稳定的嵌合体出现,因为在系统的一部分的连贯性是由系统的其余部分的不连贯性。这种机制可以被视为一个确定性的模拟噪音诱导的同步,并显示出强嵌合体的出现的基础。这些是嵌合态,其相干域由完全同步的振子形成。认识到这一机制为解释嵌合体是连贯和不连贯之间的自然联系提供了新的意义。
2021-03-08 cond-mat.dis-nn nlin.AO nlin.CD
From chimeras to extensive chaos in networks of heterogeneous Kuramoto oscillator populations
本文分析了异质 Kuramoto-Sakaguchi 振荡器种群网络的动力学,揭示了导致嵌合体状态的不稳定性同样会在大型网络中引发广延时空混沌,并提供了统一的解析框架。
2024-10-11 math.DS nlin.AO nlin.CD
New type of chimera and mutual synchronization of spatiotemporal structures in two coupled ensembles of nonlocally interacting chaotic maps
我们数值研究了由两个耦合的一维离散时间系统集成的网络的动力学。第一个系综由一个非局部耦合Henon映射环表示,第二个系综由一个非局部耦合Lozi映射环表示。我们发现,耦合系综网络可以实现所有的时空结构,这是观察到的Henon映射系综和Lozi映射系综时,解耦。此外,我们揭示了一种新型的时空结构,一个孤立的状态嵌合体,在所考虑的网络。我们还建立和描述的相互同步的各种复杂的时空模式的Henon和Lozi映射的两个耦合合奏系统的效果。
2017-10-27 nlin.AO
Clustering as a prerequisite for chimera states in globally coupled systems
在对称耦合的全同振子系统中相干和非相干振荡部分的共存,即,一个嵌合体状态,甚至可以观察到均匀的全局耦合。我们解决的问题,这些国家发生在全球耦合系统的先决条件。通过分析两种不同类型的嵌合体状态的非线性全局耦合,我们发现,作为第一步,需要一个聚类机制分裂成两组的合奏。事实上,嵌合体状态继承了它们起源的簇状态的属性。值得注意的是,他们可以存在于参数空间之间的集群和混沌状态,以及集群和同步状态。
2015-02-20 nlin.AO nlin.CD
Small Chimera States without Multistability in a Globally Delay-Coupled Network of Four Lasers
我们提出了一个网络的四个延迟耦合激光器的Lang-Kobayashi型方程建模的结果。我们发现小的嵌合态由一对同步激光和两个非同步激光组成。一类这些小的嵌合体状态可以被理解为中间步骤的路线上从同步到去同步化,我们提出了整个链的分叉生他们。这类小嵌合体可以表现出极限环或准周期动力学。第二种类型的小嵌合体状态存在明显断开任何区域的同步,所产生的对同步内的混沌despersonized制度。与以往报道的全局耦合网络中的嵌合态不同,我们发现在一定的参数范围内,小的嵌合态是系统唯一稳定的解,即我们不需要特别准备初始条件.
2016-06-24 nlin.AO nlin.CD
Networks of coupled oscillators: from phase to amplitude chimeras
我们发现,振幅介导的相位嵌合体和振幅嵌合体可以发生在同一网络的非局部耦合相同的振荡器。这是两种不同的部分同步模式,其中空间相干域与非相干域共存,相干/非相干分别指振荡器的幅度和相位或仅幅度。通过改变偶联强度,可以诱导两种类型的嵌合体模式。我们发现数值上的振幅嵌合体不是短暂的瞬态,但可以有很长的寿命。此外,我们观察到的振幅嵌合体的变体与准周期性的时间振荡。我们提供了一个定性的解释所观察到的现象的对称性破缺分岔的情况下。我们相信,这项研究将揭示两个不同的嵌合体状态之间的联系,具有不同的破坏性。
2018-11-02 nlin.AO nlin.CD
Symmetry breaking yields chimeras in two small populations of Kuramoto-type oscillators
研究对称性破缺如何在四个Kuramoto型振子组成的最小网络中诱导频率解锁的弱嵌合体解,揭示其全球分岔机制及倍周期级联导致的混沌动力学。
2022-03-09 nlin.AO
Experimental observation of chimera and cluster states in a minimal globally coupled network
本文在四个全局耦合混沌光电振子的最小网络中实验观测到嵌合体态与团簇态,并用统一稳定性分析方法揭示二者同属部分同步现象及其形成机制。
2016-01-13 nlin.AO nlin.CD
Chimera States in Hybrid Coupled Neuron Populations
在这里,我们研究嵌合体状态的出现,最近报道的现象,指的是同步和不同步的动力学单位的共存,在莫里斯-勒卡神经元的人口耦合的电和化学突触,构成一个混合的突触结构,在实际的大脑连接。该方案由一个非局部网络组成,其中最近的相邻神经元通过电突触耦合,而来自更远神经元的突触是化学类型的。我们证明了在这样的混合耦合神经系统中存在着包括嵌合态和行波在内的特殊动力学行为,并分析了化学突触和电突触的相对丰度如何影响嵌合态和不同同步态(即非相干态、行波态和相干态)的特征及其出现的相关参数空间区域。此外,我们发现,当化学突触的相对人口进一步增加,一个新的有趣的混沌动力学行为出现以上的嵌合体状态的区域。这是由两个不同的同步状态与不同的振幅,和一个非同步状态,我们表示为一个混沌振幅嵌合体共存的特点。我们还讨论了这种状态的计算含义。
2020-03-04 cond-mat.dis-nn nlin.AO nlin.CD
Persistent chimera states in nonlocally coupled phase oscillators
在空间分布振子的连续极限下,非局域耦合相位振子系统中的嵌合态被认为是稳定的。然而,据报道,在不采取这种限制的数值模拟中,嵌合态是混沌的瞬态,最终崩溃到完全同步的解决方案。本文利用与以往研究不同的耦合函数对嵌合态进行了数值研究,得到了嵌合态在不取连续极限的情况下也是稳定的,我们称之为持续嵌合态。
2015-12-21 nlin.AO
Frequency chimera state induced by differing dynamical timescales
我们报告了一个自出现的频率嵌合状态的发生在空间扩展的耦合振子系统,其中的相干性和不相干性的定义相对于振荡的出现频率。这是由非线性振子之间的局部耦合产生的,从随机初始条件开始,在不同的动力学时间尺度下演化。我们展示了它们是如何自组织的结构化模式与空间域的一致性,在频率同步,共存的域是不相干的频率。我们的研究对于理解在现实世界的系统中观察到的这种模式具有相关性,如神经元系统,电网,社会和生态网络,其中不同的动态时间尺度是自然和现实的相互作用系统。
2021-12-25 nlin.AO
Chimera states in networks of logistic maps with hierarchical connectivities
嵌合体状态是由相干和非相干共存域组成的复杂时空模式。我们研究了非局部耦合逻辑映射的网络,并系统地分析了网络链接的稀释如何影响嵌合体模式的出现。使用迭代康托算法生成分形(层次)连接网络的连接。增加迭代的层次,我们比较产生的时空模式。我们证明了高的聚类系数和对称的基础模式促进嵌合体状态,和不对称的连接导致复杂的嵌套嵌合体模式。
2017-11-09 nlin.AO
Alternating chimeras in networks of ephaptically coupled bursting neurons
在这篇文章中,我们报告了一个新兴的动态状态,即交替嵌合体,在网络中的相同的神经元系统诱导的外部电磁场的发展。由于这种相互作用的情况下,非线性神经元振荡器间接耦合通过电磁感应与磁通量,通过它的神经元之间的沟通,尽管缺乏物理连接。每个神经元的进化,在这里,是由三维Hindmarsh-Rose动力学描述的。我们证明,这种非局部和全球相互作用的外部环境的存在下,诱导一个固定的交替嵌合体模式的神经元的合奏,而在本地耦合限制的网络表现出瞬态嵌合体状态时,神经元的局部动力学是混沌方波爆发型。对于周期性的方波爆发的神经元,类似的定性现象已经目睹了与非本地和全球相互作用的集群状态的消失除外。除了这些观察,我们推进我们的工作,同时提供确认的结果表现出高原爆发动力学的神经元合奏。这些结果可以提供更好的解释不同方面的同步出现在网络的神经元通过场耦合,也放松了突触连接的先决条件,实现嵌合状态的神经元网络。
2018-09-07 nlin.AO nlin.CD
External and mutual synchronization of chimeras in a two layer network of nonlinear oscillators
研究了非局域耦合非线性混沌离散时间系统两层网络中时空结构(包括嵌合态)的同步现象。每一个相互作用的系综代表一个非局部耦合的Logistic映射在混沌状态下的一层环网络。耦合网络的控制参数不同,使得人们能够在网络之间没有耦合时观察到不同的时空动态。我们详细探讨了嵌合体结构的外部和相互同步。同步结构的身份和同步区域的估计量化通过计算网络的相关振荡器之间的互相关系数。我们发现,对于不同的网络,单向和对称耦合导致外部和相互之间的同步相互作用的合奏,分别。这是证实了相同的同步结构和存在的有限区域内的互相关系数等于1的同步。我们还表明,这些结果是定性等价的经典同步理论的周期性自持振荡的结果。
2018-02-08 nlin.AO
Isotropy of Angular Frequencies and Weak Chimeras With Broken Symmetry
弱嵌合体的概念为多个相位振子网络中的嵌合体态提供了一个易于理解的定义。在这里,我们推广的定义弱嵌合体的更一般的类的等变动力系统的特征解决方案的各向同性的角频率矢量-耦合相位振荡器的角频率矢量是由平均的向量场沿轨迹。解的对称性自动意味着角频率同步。我们表明,这种对称性的存在是没有必要的,通过给出一个结果,没有瞬时或setwise对称性耦合相位振荡器的弱嵌合体的存在。此外,我们还构造了一个耦合函数,该耦合函数在具有广义耦合的相位振子的弱耦合种群中产生了不对称的混沌弱嵌合体。
2017-02-02 math.DS nlin.AO nlin.CD
Phase-flip chimera induced by environmental nonlocal coupling
我们报告出现的集体动力学状态,即相位翻转嵌合体,从一个相同的非线性振荡器,间接耦合通过一个共同的环境,这反过来又是非局部耦合的动力学变量的集合。相位翻转嵌合体的特征在于两个相邻的异相同步相干域共存,其中相邻的振荡器处于异相同步状态。相干域的吸引子来自相同或不同的吸引盆,这取决于它们是周期的还是混沌的。常规嵌合体一般先于相位翻转嵌合体。此外,相位翻转嵌合体出现后,完全同步的演化的合奏相反,传统的嵌合体出现之间的完全不相干和相干状态的中间状态。我们还利用非相干强度、相关系数的概率分布和主稳定性函数的框架对观测到的动力学跃迁进行了表征。
2016-07-06 nlin.AO
Robust universal approach to identify travelling chimeras and synchronized clusters in spiking networks
我们提出了一个强大的通用方法来识别多个动态状态,包括固定和旅行嵌合体状态的基础上的自适应相干性措施。我们的方法允许自动消歧的同步集群,行波,嵌合体状态,和异步制度。此外,我们的方法可以确定的情况下,集群同步的集群数量。我们进一步耦合我们的方法与一个新的速度计算方法旅行嵌合体。我们验证了我们的方法的一个例子,第二型莫里斯-勒卡神经元与非对称的非局部抑制连接,我们确定了丰富的剧目的连贯性和波状态的环形网络。我们建议,该方法是强大的相位振荡器的网络,并扩展到一般类的张弛振荡器网络。
2021-03-16 nlin.AO
Clustered chimera states in delay coupled oscillator systems
我们研究了在一个时间延迟和空间非本地的方式耦合在一个环的相同的相位振荡器的“嵌合体”状态。我们发现了新的“簇状嵌合体”状态,具有空间分布的相位相干性,通过与反相中的相邻相干区域的不相干性分离。通过求解平均场的广义泛函自洽方程,进一步证明了这种时滞诱导的相位聚簇的存在。我们的研究结果突出了团簇形成,可能会发现更广泛的实际应用的额外机制。
2008-03-25 nlin.AO nlin.PS
Chimera states in two populations with heterogeneous phase-lag
最简单的网络耦合相位振荡器表现出嵌合体状态是由两个人口不同的内部和人口间的耦合强度。我们探讨了两个种群之间的异质耦合相位滞后的影响。这种异质性在各种环境中自然出现,例如作为传输延迟的近似值,兴奋-抑制相互作用,或者作为具有电或机械耦合的振荡器的振幅和相位响应。我们发现,打破相位滞后对称性的结果在各种状态的均匀和非均匀的同步,包括同相和反相同步,完全不相干(splay状态),嵌合体与相位分离的$0$或$π$之间的人口,和国家,两个人口保持despersonized。这些非线性化的状态表现出稳定的,振荡的,甚至是混沌的动力学。此外,我们确定的分叉通过嵌合体出现。稳定的嵌合体状态和despersized解决方案,这不会出现均匀的相位滞后参数,出现作为同步的同相,反相平衡,和完全不相干的状态之间的竞争的结果时,相位滞后附近的$\pm\fracπ{2}$(余弦耦合)。这些发现阐明了以前的实验结果,涉及一个网络的机械振荡器,并提供了进一步的洞察力同步在生物系统中的故障。
2016-10-11 nlin.AO nlin.CD nlin.PS
Chimera states in ring-star network of Chua circuits
我们调查的出现幅度和频率嵌合态的环星网络由相同的蔡电路连接通过非局部扩散,双向耦合。我们首先确定单井嵌合体模式下的非局部耦合方案的环形网络。当一个中心节点被添加到网络中,形成一个环形星形网络时,中心节点充当信息的分发者,增加了同步的机会。数值模拟结果表明,中心节点和外围节点之间的径向耦合强度$k$作为一个序参量从低频域引导到高频域。域之间的过渡发生在中间耦合值$0.5 <k< 2$,其中频率嵌合体状态占主导地位。过渡区(宽度和边界)取决于蔡氏振荡器参数和网络特性。星连通性在蔡氏网络的控制和其他耦合混沌动力系统中有潜在的应用。通过增加一个中心节点并且不对各个网络参数进行进一步修改,可以将系统带入特定应用所期望的较低或较高的频域。
2020-08-05 nlin.AO nlin.CD nlin.PS
Cascades of Multi-headed Chimera States for Coupled Phase Oscillators
嵌合态是近年来在非局域耦合振子阵列中发现的一种动力学现象,表现为相干与非相干共存的自组织空间模式。讨论了具有吸引力和排斥力的相位振子网络中的嵌合态的出现,即当耦合分别有利于同步或不利于同步时,通过系统地分析时空动力学对耦合吸引力/排斥力水平和耦合范围的依赖性,我们发现,不同类型的嵌合体状态存在于参数空间的广泛领域作为级联的状态与越来越多的间隔的不规则性,所谓的嵌合体的头。我们报告了嵌合体诞生的三种情况:1)通过共振不变圆上的鞍结分叉,也称为SNIC或SNIPER,2)通过蓝天灾难,当两个周期性轨道,稳定和鞍,彼此接近,创建一个鞍结周期性轨道,3)通过同宿过渡与复杂的多稳态动力学,包括一个“8样”的极限环,最终导致嵌合体状态。
2014-07-25 math.DS nlin.AO nlin.CD
Amplitude chimeras and bump states with and without frequency entanglement: a toy model
本文通过扩展玩具模型引入振幅调制和振幅-频率非线性耦合,解释了振幅嵌合体、复合振幅-频率嵌合体及鼓包态的形成机制。
2023-10-30 nlin.AO
Mechanism for intensity induced chimera states in globally coupled oscillators
我们确定了强度诱导的嵌合态存在的机制,在全球耦合振子。我们发现强度的作用是通过增加不动点的数目而引起系统的多稳定性。这反过来又增加了多稳态吸引子的数量,我们发现,它们的稳定性是由耦合的强度。这导致了系统中不同的集体状态的共存,这取决于初始状态。我们证明强度诱导的嵌合体对于周期系统和混沌系统都是普遍的。我们已经讨论了我们的结果可能应用于现实世界的系统,如大脑和自旋扭矩纳米振荡器。
2014-11-21 cond-mat.dis-nn nlin.AO
Spiral wave chimeras for coupled oscillators with inertia
本文报道了在有惯性的耦合相位振子中螺旋波嵌合态的出现和变形。首先,当耦合强度足够小时,系统行为类似于经典的二维(2D)Kuramoto-Shima螺旋嵌合体,具有非相干核的钟形频率特性。随着耦合的增加,核获得恒定时间平均频率的同心区域,嵌合体成为准周期。最终,随着耦合强度的随后增加,仅留下一个这样的区域,即,整个核心变得频率相干。当参数点进入所谓的孤立区域时,发生系统行为的本质修改。然后,孤立振子通常存在于嵌合态的螺旋核背景上。这些孤立振荡器并不参与核心周围的共同螺旋运动;相反,它们开始以不同的时间平均频率(庞加莱缠绕数)振荡。由初始条件给定,孤振子的数目和位置可以是任意的。在耦合的进一步增加,螺旋消失,系统的行为传递到一种时空混沌。
2020-04-12 nlin.AO
Turbulent chimeras in large semiconductor laser arrays
在过去的四十年里,人们从时间和空间相干性的角度对半导体激光器阵列进行了实验和理论研究。在这项工作中,我们专注于一个相当新颖的复杂的集体行为,即嵌合态,同步集群的发射器与非同步的共存。我们首次在基于量子阱增益介质和最近邻相互作用的大型二极管阵列中发现了这种态的存在。关键的参数是倏逝波耦合强度和阵列的发射器之间的相对光学频率失谐。通过采用最近提出的嵌合体状态分类的品质因数,我们提供了定量和定性的证据所观察到的动态。相应的嵌合体被确定为湍流根据不规则的时间行为的分类措施。
2017-01-18 nlin.AO physics.optics
Self-organizing Chimera States in Adaptive Networks
Lund University(隆德大学);Weierstrass Institute for Applied Analysis and Stochastics(魏尔斯特拉斯应用分析与随机过程研究所);Vrije Universiteit Amsterdam(阿姆斯特丹自由大学);Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);University of Exeter(埃克塞特大学);University of Oxford(牛津大学);University College Cork(科克大学学院);Potsdam Institute for Climate Impact Research(波茨坦气候影响研究所);Roskilde University(罗斯基勒大学)
本研究提出一种带乘积耦合的极简自适应网络模型,发现系统可自组织形成自适应嵌合态,其相干集群占比固定,存在多种集体动力学模式且吸引子景观高度多稳态,为相关动力学研究提供了新视角。
2026-08-24 nlin.AO
Towards a Theory for the Formation of Chimera Patterns in Complex Networks
本文借鉴 Turing 模式形成理论,结合线性稳定性与网络谱分析,解释复杂网络中振幅和相位嵌合态的涌现机制。
2024-12-07 nlin.AO nlin.PS
Spike-burst chimera states in an adaptive exponential integrate-and-fire neuronal network
嵌合态是相干和非相干共存的时空模式。我们观察到在神经元网络中同步(相干)和去同步(不相干)域的共存。该网络由耦合的自适应指数积分和发射神经元组成,这些神经元通过化学突触连接。在我们的神经元网络中,嵌合态表现出具有尖峰和爆发活动的空间结构。此外,这些deserminised域不仅有尖峰或突发活动,但我们表明,尖峰和突发之间的结构切换,随着时间的推移。此外,我们还验证了多簇嵌合态的存在。
2019-04-17 nlin.AO physics.bio-ph q-bio.NC
Chimera state in a neuronal network under the action of a magnetic field
University of Dschang(德尚大学);University of Ebolowa(埃博洛瓦大学);École Polytechnique de Bruxelles, Université Libre de Bruxelles (ULB)(布鲁塞尔理工学院,布鲁塞尔自由大学);São Paulo State University (UNESP)(圣保罗州立大学)
研究磁场对HR神经网络中三类奇异态的影响,通过三种不同磁场施加方式进行数值模拟,发现多旅行奇异态和多交替奇异态,展示了磁场转变区域相干性的能力,丰富了同步领域研究。
2026-07-09 nlin.AO
Stable chimeras of non-locally coupled Kuramoto-Sakaguchi oscillators in a finite array
我们考虑耦合同相振子的嵌合态,其中一些振子是相位同步的,而另一些振子是非同步的。当相位滞后参数为$α\in (0, π/2)$时,有限尺寸阵列中非局部耦合的Kuramoto-Sakaguchi振子的嵌合态是混沌瞬态,经过一个瞬态时间后,所有振子都实现了相位同步,且瞬态时间随振子数目的增加呈指数增长.在这项工作中,我们考虑一个小的阵列的六个非本地耦合振荡器的相位滞后参数$α\in (π/2, π)$的振荡器的完全相位同步是不稳定的。在这种情况下,我们观察到一个嵌合体状态自发形成的分区振荡器成两个独立的同步集群的稳定和不稳定的同步状态。我们提供的数值证据支持的嵌合体状态的振荡器的瞬时频率是一个共同的周期的时间的周期函数,因此,嵌合体状态是稳定的,但不是长寿命的瞬态。我们还测量了嵌合体状态的盆地稳定性,并表明它可以观察到随机初始条件时,$α$略大于$π/2$。
2019-11-28 nlin.AO nlin.PS
Chimera-like states in modular neural networks
嵌合体状态,即相干和非相干行为的共存,以前在复杂网络中进行了分析。然而,它们在模块化网络中没有得到广泛的研究。在这里,我们认为神经网络的\textit{C.elegans}土壤蠕虫,组织成六个相互关联的社区,其中神经元服从混沌爆发动力学。神经元被认为是与其社区内的电突触和跨它们的化学突触相连接。正如我们的数值模拟所揭示的那样,这两种类型的耦合的共同作用可以以这样一种方式塑造动力学,即嵌合体状态可以发生。它们由一部分属于较大社区的同步神经元和一部分属于较小社区的去同步神经元组成。除了仓本序参量$ρ$,我们还采用其他措施的一致性,如嵌合体一样的$χ$和亚稳态$λ$指数,分别量化社区之间的同步程度和沿时间。我们对与\textit{C.elegans}神经网络具有共同特征的网络执行相同的分析。类似的结果表明,在某些假设下,嵌合体状态是模块化网络中的突出现象,并可能为更复杂的模块化网络的行为提供见解。
2015-11-29 nlin.AO nlin.CD physics.bio-ph
Mathematical framework for breathing chimera states
大约20年前,人们发现非局域耦合振子系统可以表现出由相干和非相干区域组成的不寻常的破环模式。从那时起,这种模式,称为嵌合体状态,一直是深入研究的主题,但主要是在静态的情况下,当粗粒度的系统动力学保持不变,随着时间的推移。非稳态相干-非相干模式,特别是周期性呼吸的嵌合体状态,也有报道,但由于其复杂性而没有系统地研究。在本文中,我们提出了一个半解析的解决方案,上述问题提供了一个数学框架的分析呼吸嵌合态的非局部耦合相位振荡器环。我们的方法依赖于一个积分微分方程描述的振荡器系统的长期粗粒度动态的考虑。对于这个方程,我们指定了一类呼吸嵌合体状态相关的解决方案。我们推导了这些解的自洽方程,并进行了稳定性分析。我们表明,我们的方法正确地预测呼吸嵌合体状态的宏观特征。此外,我们指出了它的潜在应用,可以研究其他模型,使用E-Antonsen减少技术。
2021-11-29 nlin.AO nlin.PS
Traveling chimera patterns in two-dimensional neuronal network
我们研究了旅行嵌合体状态的出现在一个二维网络的Hindmarsh-Rose突发神经元的本地和非本地耦合的相互存在。我们表明,在非局部化学耦合建模的非线性函数的唯一存在下,旅行嵌合体现象发生在网格平面的两个方向上的位移。局部电耦合的引入表明,这两种类型的耦合的相互影响,对于一定的值,可以产生移动嵌合体,快速移动,移动多集群,和交替移动嵌合体,即在所研究的网络中,相干元素的模式的存在,由其他非相干元素在运动中穿插,并随着时间的推移交替改变它们的位置。通过引入二维瞬时局域序参量来确定相干态。我们扩展我们的分析,通过数学工具,如汉密尔顿能量函数,以确定在二维模式的传播方向。
2021-06-09 nlin.AO nlin.PS
Chimera Dynamics of Generalized Kuramoto-Sakaguchi Oscillators in Two-population Networks
本文研究了二维复空间双群体网络中广义 Kuramoto-Sakaguchi 振荡子的嵌合体动力学,发现随群体内耦合强度减弱,系统依次呈现稳态、呼吸、周期交替及守恒量破缺导致的非周期嵌合体状态。
2023-06-23 math-ph math.MP nlin.AO
Persistence of chimera states and the challenge for synchronization in real-world networks
本文基于对称性破缺机制研究现实网络的非正规性,证明源节点或领导者节点会诱发相位嵌合态,并指出其持续阻碍全局同步。
2023-05-31 nlin.AO nlin.PS
Between Synchrony and Turbulence: Intricate Hierarchies of Coexistence Patterns
耦合振子,即使是完全相同的振子,也会表现出各种各样的行为,其中包括同步和不相干。2002年发现了所谓的嵌合体状态,即同步和非同步振荡器共存的状态,提供了两者之间的可能联系,并明确表明同一系综的不同部分可以维持不同形式的运动。在这里,我们表明,全球耦合的相同的振荡器可以表达一系列的共存模式比嵌合体更全面。这种状态的层次结构从一系列集群分裂中的完全同步解决方案演变而来。在这个层次的远端,状态进一步与相空间中自己的镜像发生碰撞-使运动混乱,破坏一些集群,从而产生更复杂的共存模式。一系列这样的吸引子碰撞最终会导致只有单个异步振荡器的完全不相干。嵌合体状态,一个大的同步集群和其他只有单振荡器,被发现只是从低维到高维动力学的过渡的一个步骤。
2021-08-03 nlin.AO nlin.CD
Chaos induced coherence in two independent food chains
在混沌平流的搅拌作用下,两个食物网模型的相干演化可以得到。每个食物网模型都维持着一个由捕食者、消费者和植被相互作用组成的三级营养系统。这些人口竞争一个共同的限制资源开放流与混沌平流动力学。在这里,我们表明,两个物种(顶部-捕食者)的不同殖民地混乱平流的射流一样的流可以同步他们的进化,即使没有迁移的相互作用。该演化过程具有相位同步的特征。代表这些物种的变量的相位差(通过希尔伯特变换确定)显示出一致的演变。
2005-07-20 nlin.AO nlin.CD q-bio.PE
Characterizing some dynamical states in swarmalators system using recurrence analysis
University of São Paulo(圣保罗大学);University of Dschang(德尚大学);São Paulo State University (UNESP)(圣保罗州立大学);Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK)(波茨坦气候影响研究所)
提出基于联合递归图和熵的递归分析方法,识别混沌Colpitts振荡器网络和时延耦合群聚振子中的嵌合体态,并引入独立度刻画集体态转变。
2026-06-24 nlin.AO
Quantifying the transition from spiral waves to spiral wave chimeras in a lattice of self-sustained oscillators
本工作致力于详细量化的过渡,从螺旋波螺旋波嵌合体在网络的自持振荡器与二维几何形状。网络的基本元件是van der Pol振荡器和FitzHugh-Nagumo神经元。这两种模型都处于弛豫振荡的状态。我们分析的制度,通过使用本地灵敏度的指标,使我们能够评估每个单独的振荡器在有限的时间的灵敏度。当单元间的相互作用具有局域性时,在两种晶格中都观察到螺旋波。所有元素的动态都是有规律的。没有高度敏感的区域。我们已经发现,当耦合成为非局部的,系统的功能显着变化。螺旋波中心元件的振荡状态转变为混沌状态。除此之外,在该振荡器周围出现具有高灵敏度的区域。此外,我们表明,后者扩大在空间上的耦合范围的伸长。结果,螺旋波嵌合体的非相干簇正好形成在该高灵敏区域内。该簇的形成伴随着最大李雅普诺夫指数值的急剧增加到正区域。此外,我们还发现当系统的几个李雅普诺夫指数为正时,系统甚至可以切换到超混沌状态。
2020-07-19 nlin.AO nlin.PS
Interlayer Synchronisation of Time-Varying Multiplex Kuramoto--Sakaguchi Networks in the Chimera Regime
Freie Universität Berlin(柏林自由大学);Eastern Mediterranean University(东地中海大学)
研究弱、稀疏、时间变化的层间耦合如何使每个层处于嵌合体状态的双层网络实现近乎完全的层间同步,并揭示短切换周期可在低链路密度下稳定横向动力学。
2026-06-24 nlin.AO
Low-dimensional dynamics of populations of pulse-coupled oscillators
生物振荡器的大社区显示出一种普遍的趋势,即在时间上自我组织。这种合作现象启发了Winfree,他建立了一个数学模型,这个模型是宏观同步理论的起源。尽管其根本的重要性,一个完整的数学分析所提出的模型Winfree -由一个大的人口的所有对所有的脉冲耦合振荡器-仍然失踪。在这里,我们表明,Winfree模型的动力学演变成所谓的N-Antonsen流形。这个重要的属性允许这个高维系统的几个宏观变量的精确描述,并充分调查其动力学。我们发现,短脉冲是能够同步的异构合奏未能与宽脉冲同步,特别是对于某些相位响应曲线。最后,为了进一步说明我们的研究结果的潜力,我们调查的可能性的“嵌合体”状态的人口相同的脉冲耦合振荡器。嵌合体是自组织状态,其中人口的对称性被打破为同步和异步部分。在这里,我们推导出三个常微分方程描述两个耦合的人口,并揭示了各种嵌合体状态,包括一类新的混沌动力学。
2014-01-07 cond-mat.dis-nn nlin.AO nlin.CD
Deterministic coherence and anti-coherence resonances in two coupled Lorenz oscillators: numerical study versus experiment
Institute of Physics, Saratov State University(萨拉托夫国立大学物理研究所)
研究通过数值模拟和实验验证了两个耦合洛伦兹振荡器中确定性相干与反相干共振现象的共存及超混沌动力学特性。
2026-03-09 nlin.AO nlin.CD
Synchronization patterns in LIF Neural Networks: Merging Nonlocal and Diagonal Connectivity
非本地和反射连接的影响已经在耦合Leaky Integrate-and-Fire(LIF)元件中进行了研究,该元件吸收了神经元之间的电信号交换。在这项工作中,我们调查的对角线耦合的影响,灵感来自大脑神经元连接的发现。多嵌合体状态的简单的对角和组合的非局部对角连接,我们确定的嵌合体状态出现的最佳参数区域的范围。总体而言,相干性的措施表明,随着耦合范围的增加(低于所有到所有的耦合)的嵌合体状态的出现是有利的,相干和非相干区域之间的平均相速度偏差变得更加突出。一些新的同步现象被诱导作为一个结果的组合连接。我们记录的耦合强度$σ< 1$的同步区域的平均相速度低于异步,而相反的持有$σ> 1$。在中间状态$σ\sim 1$中,振荡器具有共同的平均相速度(即,是频率锁定的)但相位不同(即,它们是相位异步的)。孤波状态被记录为耦合强度的小值,这成长为嵌合体状态的耦合强度increases.We确定参数值的非局部对角耦合的综合影响产生嵌合体状态与两个不同级别的同步域介导的异步区域。
2018-10-13 cond-mat.dis-nn nlin.AO nlin.PS
Identification of single- and double-well coherence-incoherence patterns by the binary distance matrix
本文扩展特征值分解方法,利用二值距离矩阵区分单阱与双阱相干-非相干模式,在非局域耦合蔡氏电路和立方映射中识别出四种动力学模式,并发现环-星网络中增大中心节点耦合有利于单阱相干-非相干状态出现,其吸引域边界呈分形和 riddled 结构。
2022-12-16 nlin.AO
Fluctuations and Long-Term Stability: from Coherence to Chaos
波动是我们日常生活的一部分:交通噪音,心跳,民意调查,货币汇率,电流,化学反应-他们都永远波动。最重要的问题之一是为什么产生波动的系统保持长期稳定。有没有任何一般的功能关系,提供长期的稳定性,尽管波动的广泛多样性开始:情绪,经济,物理相互作用等?我断言,这种功能关系确实存在,并揭示其规格:长期稳定的路径是通过连贯性和有界性作为必要条件。结果表明,混沌性是这种关系的标志。目前的贡献是一个系统的研究写成一本书的长期稳定和施加宏观波动之间的关系。进一步关注的机制,保证有界性和物理系统中的局部波动的连贯性。关键的参数,目前为止,没有现有的方法来扩展的多体系统的行为提供有界性和连贯性的波动提出。事实证明,引起宏观涨落的机制具有普适性,并将量子退相干、混沌和1/f噪声纠缠在一起,相互作用。
2005-12-09 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP