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
Itinerant chimeras in an adaptive network of pulse-coupled oscillators
在具有自适应耦合的脉冲耦合振荡器网络中,我们将形成一种称为“巡游嵌合体”的动力学状态。与经典的嵌合体状态类似,网络分裂为两个域,相干域和非相干域。最大的区别在于畴的组成是不稳定的,即振荡器表现出畴之间的自发切换。这个过程可以被看作是振荡器从一个域到另一个域的移动,或者是嵌合体核心在网络中的移动。我们探讨了巡游嵌合体的基本特征,如核心大小的均值和方差,以及核心内的振子寿命。我们还研究了系统的标度行为,并表明所观察到的制度是不是一个有限大小的影响,但集体动力学的一个关键特征,即使在大型网络中仍然存在。
2019-01-24 nlin.AO nlin.CD
Chimeras and clusters emerging from robust-chaos dynamics
我们表明,动态聚类,其中一个系统分离成可区分的子集的同步元素,和嵌合体状态,其中分化的子集的同步和despersonized元素共存,可以出现在网络中的全球耦合的鲁棒混沌振荡器。我们用统计量描述了全局耦合鲁棒混沌映射模型的集体行为,并在系统参数空间上刻画了团簇、嵌合态、同步和非相干性.我们采用的类比之间的局部动态系统的全球耦合的地图与一个单一的驱动地图的响应动态。我们解释集群和嵌合体的发生在全球耦合系统的鲁棒混沌映射的周期性和多稳定性的窗口诱导的驱动器上的本地鲁棒混沌映射。我们的研究结果表明,鲁棒混沌动力学并不限制形成的集群和嵌合体状态的网络耦合系统,因为它已经被证明。
2021-02-02 nlin.AO nlin.CD
Robustness of chimera states for coupled FitzHugh-Nagumo oscillators
嵌合态是由空间相干和非相干动力学共存域组成的复杂时空模式。这种违反直觉的现象首先在具有对称耦合拓扑的全同振子系统中观察到。我们能克服这些局限吗?为了解决这个问题,我们讨论的FitzHugh-Nagumo振荡器网络中的嵌合态的鲁棒性。考虑网络的不均匀元素与规则的耦合拓扑结构,和网络的不规则的耦合拓扑结构的相同元素,我们证明了嵌合体状态是强大的这些扰动,并分析其性质的不均匀性增加。我们发现,耦合拓扑结构的修改引起的嵌合体状态的质的变化:额外的随机链接引起的系统参数平面中的稳定区域的移动,在连接矩阵中的间隙导致的变化的嵌合体状态的非相干区域的多重性,和层次的几何形状在连接矩阵诱导嵌套的相干和非相干区域。
2014-11-20 nlin.AO nlin.CD
Nonlinearity of local dynamics promotes multi-chimeras
嵌合态是一种复杂的时空模式,其中同步和异步动力学域共存于耦合的振荡器系统中。我们研究如何影响嵌合体状态的单个元素的字符通过研究网络的非局部耦合范德波尔振荡器。通过改变Van der Pol系统的分岔参数,我们可以在正则正弦和强非线性弛豫振荡之间进行插值,并证明了更显著的非线性会导致具有多个非相干域的多嵌合态。我们发现,多嵌合态的稳定性制度和振荡器的平均相速度分布的变化显着的非线性变得更强。此外,我们揭示了时间延迟对嵌合体模式的影响。
2015-07-06 nlin.AO nlin.CD
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
Chimera patterns in two-dimensional networks of coupled neurons
我们讨论了在二维环形几何耦合的FitzHugh-Nagumo和Leaky Integrate-and-Fire振子网络中的同步模式。这两种模型的共同特征是存在快速和缓慢的动态,这是神经元的典型特征。早期的研究表明,这两个模型耦合时,非局部在一维环网络产生嵌合体状态的参数值的大范围内。在这项研究中,我们给出了大量的各种形状的二维嵌合体模式,包括斑点,环,条纹和网格,在两个模型中观察到的证据,以及主要在FitzHugh-Nagumo系统中发现的其他模式。这两个系统都表现出多稳定性:对于相同的参数值,不同的初始条件会产生不同的动力学状态。当参数(耦合范围、耦合强度、不应期和耦合相位)变化时,在各种模式之间发生过渡。在两个模型中观察到的许多模式遵循相似的规则。例如,环的直径随着耦合半径线性增长。
2017-01-02 nlin.AO nlin.CD
Chimeras in globally coupled oscillatory systems: From ensembles of oscillators to spatially continuous media
研究了具有非线性全局耦合的振荡介质,该耦合引起具有恒定振幅和频率的谐波平均场振荡。两种类型的集群状态被发现,每一个都经历了一个相关的嵌合体状态的破坏性的过渡。我们证明,扩散耦合是不必要的,这些复杂的动力学。此外,我们调查本地化的湍流,并讨论它是否可以被归类为嵌合体状态。
2015-06-10 nlin.AO nlin.CD nlin.PS
Chaos in Coupled Heteroclinic Cycles between Weak Chimeras
该研究突破此前关于鞍点稳定异宿环耦合产生混沌的结论,探究两个反向旋转耦合的弱嵌合体稳定异宿环系统,通过双参数分岔分析其混沌动力学的生灭场景,为神经动力学研究提供新视角。
2023-12-13 nlin.AO nlin.CD
Weak chimeras in minimal networks of coupled phase oscillators
我们提出了一种类型的嵌合体状态,出现在网络中的不可区分的相位振荡器的定义。定义一个“弱嵌合体”作为一种类型的不变集显示部分频率同步,我们表明,这意味着他们不能出现在相位振荡器网络,无论是全球耦合或太小。我们展示了四个,六个和十个不可区分的振荡器,弱嵌合体存在各种动力学和稳定性的各种网络。我们研究的作用,Kuramoto-Sakaguchi耦合在这些例子网络中的弱嵌合体状态的退化(中性稳定)家庭。
2014-12-10 math.DS nlin.AO nlin.CD
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
Chimera-like states in an ensemble of globally coupled oscillators
我们证明了一个复杂的状态出现在一个均匀的合奏全球耦合相同的振荡器,让人想起嵌合体状态在本地耦合振子晶格。在这种情况下,一部分集合形成了一个有规律的演化集群,而所有其他单位不规则地振荡,并保持异步。我们认为,嵌合体的出现,因为有效的双稳态,动态地出现在原来的单稳态系统,由于内部延迟反馈在个别单位。此外,我们提出了两个例子中的嵌合体的频率依赖的相移在全球耦合的双稳态系统。
2014-02-18 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
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
Chimera states and frequency clustering in systems of coupled inner-ear hair cells
听觉和前庭系统的耦合毛细胞执行将声波和地面振动的能量转化为离子电流的关键任务。我们机械耦合组的生活,活跃的毛细胞与人工膜,从而模仿在体外的耦合动力系统。我们确定这些耦合的非线性,自主振荡器的动力学嵌合态和频率聚类。我们发现,这些动力学状态可以重现我们的数值模型与参数的异质性。此外,我们发现,这个模型是最敏感的外部信号时,准备在同步的开始,嵌合体和集群状态可能会形成。因此,我们提出,在我们的实验系统中的部分同步是一个系统的表现在同步的边缘与最佳的灵敏度。
2021-05-06 nlin.AO nlin.CD physics.bio-ph
Dynamical properties of chimera states for globally coupled map lattices
本文研究全局耦合映射格中的嵌合态,通过横向 Lyapunov 指数公式与数值模拟刻画其稳定性及混沌、周期吸引行为,并证明强耦合下不存在相应绝对连续不变测度。
2023-06-03 nlin.CD
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
Higher-order interactions promote chimera states
自从发现了嵌合态以来,非零相位滞后参数的存在被证明是两两相互作用的非局部耦合全同仓本相位振子网络中出现嵌合态的一个基本属性。在这封信中,我们报告的嵌合体的出现,没有相位滞后的非局部耦合相同的仓本网络由于引入非成对相互作用。在耦合系统动力学中,单纯形复合体形式的附加非线性的影响减轻了嵌合体状态出现的非零相位滞后参数的必要性。由成对和非成对相互作用强度的互易性及其多稳态性质刺激的嵌合体状态的特征在于与适当的措施,并在参数空间中证明。
2022-03-31 nlin.AO nlin.CD physics.comp-ph
Chimera states in a multilayer network of coupled and uncoupled neurons
我们研究了在一个多层神经元网络中出现的嵌合体状态,其中一层是由耦合和非耦合的神经元的其他层。通过多层结构,具有耦合神经元的层充当介质,通过该介质,非耦合层中的神经元共享信息,尽管它们之间缺乏物理连接。耦合层中的神经元与电突触连接,而跨两层的神经元通过化学突触连接。在这两层中,每个神经元的动力学由Hindmarsh-Rose方波爆发动力学描述。我们发现,两种不同类型的连接突触内和两层之间的存在,以及多层网络结构,起着关键作用,层间同步嵌合体状态和模式的同步集群的出现。特别是,我们发现,这些嵌合体状态可以出现在耦合层的电突触的范围无关。即使在耦合层内的所有对所有和最近邻耦合中,我们也观察到定性相同的层间嵌合态。此外,我们还证明了两层之间信息传输延迟的作用不容忽视,并获得了可以观察到嵌合体状态的精确参数界。使用有效距离测量说明了随着层间化学突触时间延迟值的增加,嵌合体区域的扩展以及参数平面中簇和完全相干态的湮灭。这些结果进行了讨论,在神经元的进化,在发展阶段的相干和不相干的动力学的共存是特别可能的。
2017-07-18 nlin.AO nlin.CD physics.bio-ph
Amplitude-phase coupling drives chimera states in globally coupled laser networks
对于具有延迟光反馈的半导体激光器的全局耦合网络,我们证明了嵌合态的存在。的相干性和非相干性,是典型的嵌合体状态的域被发现存在的振幅,相位和反转的耦合激光。这些嵌合体状态违反了先前建立的几个存在标准。虽然嵌合状态的相位振荡器一般需要非本地耦合,大系统的大小,和专门准备的初始条件,我们发现嵌合状态是稳定的全球耦合在一个网络中只有四个耦合激光器的随机初始条件。的存在性是联系在一起的制度之间的同步稳定状态和异步周期解的多稳定性。我们表明,振幅相位耦合,在不同领域的共同概念,是必要的嵌合体状态的形成。
2014-11-28 nlin.CD physics.optics
Blinking chimeras in globally coupled rotators
在全同振子的全局耦合系综中,可以观察到所谓的嵌合态。嵌合体状态是一种分裂的状态,其中振荡器的子集形成一个集群,一个同步的种群,而系统的其余部分仍然是非同步的分散单元的集合。我们在这里描述了一个闪烁的嵌合体制度在七个全球耦合旋转(仓本振荡器惯性)的合奏。它的特点是一个死亡-出生过程,一个长期稳定的四个振荡器集群突然解散,并很快以一个新的重新洗牌的配置重生。我们确定了三种不同类型的罕见的闪烁事件,并通过应用稳定性分析的长期混沌状态和短期的定期制度时出现的集群溶解的定量表征。
2019-07-14 nlin.CD
Chimera states in networks of nonlocally coupled Hindmarsh-Rose neuron models
我们已经确定了嵌合体状态的发生在网络中的二维和三维Hindmarsh-Rose振荡器,这代表了现实的模型的神经元合奏的各种耦合方案。这一结果,加上最近的研究在非局部耦合FitzHugh-Nagumo振荡器的多个嵌合体状态,提供了强有力的证据,嵌合体的现象可能确实是相关的神经科学应用。此外,我们的工作验证了存在的嵌合体状态的耦合的双金属元素,而到目前为止,嵌合体被称为出现在具有一个单一的稳定的极限环的模型。最后,我们已经确定了一个有趣的混合振荡状态,其中deserminized神经元均匀散布在其余的是静止的或振荡的同步运动。
2013-07-20 nlin.CD q-bio.NC
A Tweezer for Chimeras in Small Networks
我们提出了一种控制方案,可以稳定和固定的嵌合态在小网络的位置。嵌合体是由非局部耦合同振子系统中空间相干和非相干动力学共存的域组成的。嵌合态通常很难在小网络中观察到,因为它们的寿命很短,并且不相干域的空间位置漂移不定。控制方案,就像一个镊子,在实验中可能是有用的,通常只有小网络可以实现。
2016-02-25 nlin.AO nlin.CD
Observation and characterization of chimera states in coupled dynamical systems with nonlocal coupling
通过发展不相干强度和不连续测度的概念,我们证明了在允许有限半径非局部相互作用的耦合非线性动力系统网络中,可以对嵌合体和多嵌合体状态进行明确的定量表征。这些措施也清楚地区分嵌合体或多嵌合体状态(稳定和呼吸类型)和相干和不相干以及集群状态。
2014-05-15 nlin.CD
Global bifurcations organizing weak chimeras in three symmetrically coupled Kuramoto oscillators with inertia
本文识别并证明了三个带惯性对称耦合Kuramoto振子中弱嵌合体的组织中心,它对应于对称性背景下一般的非横截异宿分岔,并揭示了第二个与余维二对称破缺异宿连接相关的组织中心。
2024-07-17 math.DS nlin.AO nlin.CD
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
Asymmetric cluster and chimera dynamics in globally coupled systems
我们研究了在全局耦合系统中具有非对称动力学的嵌合体和团簇态的出现,其中属于不同子种群的振子的轨迹表现出不同的动力学性质。在非对称嵌合态中,同步子集中的元素的轨迹是平稳的或周期的,而非同步子集中的振子的轨迹是混沌的。在非对称的团簇状态下,属于不同团簇的元素的轨迹的周期是不同的。我们认为网络的全球耦合混沌映射作为一个简单的模型,这种非对称状态的时空系统中的发生。我们采用一个单一的地图受到一个恒定的驱动器和有效的本地动力学在全球耦合的地图系统之间的类比,以阐明在后者系统中出现的非对称嵌合体和集群状态的机制。通过得到被驱动映射的动力学响应,建立了被驱动映射的动力学与全局耦合映射系统的动力学等价的条件。这个条件适用于预测参数值和子集分区的形成不对称的集群和嵌合体状态的全球耦合系统。
2018-11-23 nlin.CD
Chimera States in a Two-Population Network of Coupled Pendulum-Like Elements
十多年前,在非局部耦合的同相振荡器网络中发现了一种令人惊讶的同步和异步行为共存的现象,称为嵌合体状态。在后来的几年里,嵌合体被发现出现在化学和光学系统的各种理论和实验研究中,以及神经元动力学模型中。在这项工作中,我们研究了两个耦合的人口的类似的元素表示的相位振荡器的二阶导数项乘以一个质量参数$m$和治疗的一阶导数项作为耗散参数$ε>0$。我们首先提出的数值证据表明,嵌合体确实存在于这个系统中的小质量值$0<m<<1$。然后,我们着手解释这些国家减少相干人口的单阻尼摆方程参数驱动的振荡平均量相关的非相干人口。
2014-02-20 nlin.CD
Loss of coherence in dynamical networks: spatial chaos and chimera states
讨论了具有非局域相互作用的耦合振子网络中空间相干性的破坏。通过系统地分析时空动力学对耦合范围和耦合强度的依赖关系,揭示了相干-非相干跃迁的动力学分岔现象,这种分岔现象始于狭窄的非相干层的出现,并最终占据整个空间.我们的研究结果耦合混沌和周期性的地图,以及时间连续的罗斯勒系统显示,中间,部分相干态代表的特征时空模式从相干到不相干的过渡。
2011-05-19 nlin.AO nlin.CD
Quantifying coherence of chimera states in coupled chaotic systems
耦合振子系统中的嵌合态存在空间相干和非相干域。这些区域的数量和大小取决于许多因素,如系统参数和初始条件。这些依赖性的系统调查需要在一个给定的快照空间模式中存在的相干程度的量化。我们建议使用一个本地的序参量幅度与相应的高原计数相结合,以便提供这样的量化。我们使用这种技术在非局部耦合晶格的混沌逻辑映射和混沌Rössler系统的耦合强度的依赖关系的相干程度进行调查。
2018-12-21 nlin.CD
Chimera states in systems of nonlocal nonidentical phase-coupled oscillators
研究了空间非均匀系统中相干振荡和非相干振荡的非局域耦合相位振子区域构成的嵌合态。通过振荡器频率对其位置的依赖性引入不均匀性。两种类型的空间不均匀性,本地化和空间周期性,被认为是多集群和旅行嵌合体状态的存在和性质的影响进行了探讨。研究发现,这种非均匀性可以破坏散列态,将嵌合体态固定在特定的位置,并捕获旅行的嵌合体。这些状态中的许多可以通过构造复杂的序参量的演化方程来研究。该方程的解与数值模拟的结果符合得很好。
2015-01-02 nlin.CD nlin.PS
Solvable model for chimera states of coupled oscillators
由相同的对称耦合振子组成的网络可以自发地分裂成同步和去同步的子种群。这种嵌合体状态在2002年被发现,但理论上还没有得到很好的理解。在这里,我们得到的第一个确切的结果的稳定性,动力学,并通过分析一个极小模型组成的两个相互作用的振子种群的嵌合态的分叉。随着一个完全同步的状态,系统显示稳定的嵌合体,呼吸嵌合体,鞍结,霍普夫和同宿分支的嵌合体。
2008-08-26 math.DS nlin.CD nlin.PS
Chimera states in coupled sine-circle map lattices
耦合振荡器的系统已经被认为表现出嵌合状态,即系统分成两组的状态,其中一组是锁相的,另一组是相位随机的。在这项工作中,我们报告的存在嵌合状态的两个相互作用的人口系统的正弦圆地图。该系统还表现出早期在延迟耦合系统中看到的群集嵌合体行为。在相图的不同区域中可以看到丰富的时空行为,我们对稳定区域进行了详细的分析,并利用数值和解析技术绘制了相图。
2010-11-24 nlin.CD nlin.CG
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
Collective Dynamics of coupled Lorenz oscillators near the Hopf Boundary: Intermittency and Chimera states
本文研究了相互耦合的全同Lorenz振子网络在亚临界Hopf分岔附近的集体动力学。该系统表现出诱导多稳态行为与有趣的时空动力学,包括同步,去同步化和嵌合态。我们发现这个网络可能会表现出间歇性的行为,由于复杂的盆地结构,其中,在不同的吸引子之间切换的系综振荡器的时间动力学。因此,不同的振荡器可能显示出间歇同步(或去同步)的动力学,从而产生{ \it间歇嵌合体状态}。间歇性层流相的行为的特征在于在同步流形中花费的特征时间,其按幂律衰减。这种间歇动力学是相当普遍的,可以推广到大量的振荡器相互作用的非本地,全球和本地耦合计划。
2022-07-19 nlin.CD
Chimera states in bursting neurons
我们研究了脉冲耦合网络中的嵌合态的存在突发Hindmarsh-Rose神经元与非本地,全球和本地(最近邻)耦合。通过线性稳定性分析,讨论了非相干态(即无序态)、相干态、嵌合态和多嵌合态下稳定性函数的行为。令人惊讶的是,我们发现,嵌合体和多嵌合体状态发生,即使使用本地最近邻相互作用在网络中的相同的爆裂神经元单独。这与非局部或全局耦合振子群体中的嵌合态的存在形成对比。化学突触耦合功能的使用,在爆裂神经元嵌合体状态的出现中起着关键作用。通过最近引入的统计测量和平均相速度,证实了嵌合体、多嵌合体、相干态和无序态的存在。
2015-12-08 nlin.CD
Chimera states in a population of identical oscillators under planar cross-coupling
我们报告了在相同非线性振子的组装中存在嵌合体状态,这些振子以简单的平面交叉耦合形式全局相互连接。耦合项的旋转对称性破缺似乎是负责这些集体状态的出现,显示出一个特征共存的相干和不相干的行为。我们的发现,看到在收集的范德波尔振荡器和混沌Rossler振荡器,进一步简化了存在的标准嵌合体,从而扩大了其适用范围,以现实世界的情况。
2014-09-02 nlin.AO nlin.CD
Chimera states: The Existence Criteria Revisited
嵌合态,代表了一个人口的相同的振子,是相同的耦合,自发分裂成子群体显示同步和去同步化的行为,传统上被发现存在于弱耦合系统和振子之间的某种形式的非本地耦合。在这里,我们表明,无论是弱耦合近似,也不是非局部耦合的存在的必要条件。我们首次获得了振幅介导的嵌合态在全球耦合复杂的金斯堡-朗道振子系统。我们描绘的动力学起源形成这样的国家减少模型方程的分叉分析,也讨论了我们发现的这类更广泛的嵌合体状态的实际意义。
2014-04-09 nlin.CD
When Nonlocal Coupling Between Oscillators Becomes Stronger: Patched Synchrony or Multi-Chimera States
非局域耦合振子系统可以表现出复杂的时空模式,称为嵌合态,它由空间相干(同步)和非相干动力学共存的域组成。我们报告的一种新形式的这些国家,发现在一个广泛使用的模型的极限环振荡器,如果一个超出了弱耦合的相位振荡器的典型限制。然后补丁的同步动力学出现在非相干域引起的多嵌合体状态。我们发现,根据耦合强度和范围,不同的多嵌合体出现在从经典的嵌合体状态的过渡。额外的空间调制是由于强耦合相互作用,因此不能在简单的相位振荡器模型中观察到。
2013-05-06 nlin.AO nlin.CD
Chimera states in coupled map lattices: Spatiotemporally intermittent behavior and an equivalent cellular automaton
研究了在全局耦合的正弦圆映象格子中,群间和群内耦合强度不同的情况下,嵌合态(即混合态)的存在性。我们发现,在特定值的CML的参数,一个完全随机的初始条件演变为嵌合体状态,具有一个相位同步和一个相位dessperminised组,在dessperminised组中的地图的相位的时空变化显示类似于时空间歇性区域的结构。使用复杂的序参量,我们得到一个相图,确定该区域的参数空间,支持这种类型的嵌合体状态,以及其他类型的相位配置。一个等价的元胞自动机得到的时空行为类似的CML。我们还推导出了这个元胞自动机的平均场方程,并将其解与参数空间中获得的相应相位配置进行了比较,结果表明,它与CML的行为相匹配。
2018-11-29 nlin.CD
Double-well chimeras in 2D lattice of chaotic bistable elements
研究了非局部耦合混沌立方映射的二维系综在双稳态下的时空动力学。特别是,我们进行了详细的研究的过渡“相干-不相干”的变化耦合强度为一个固定的相互作用半径。对于2D合奏,我们表现出的振幅和相位嵌合状态的外观先前报道的1D合奏的非局部耦合混沌系统。此外,我们还发现了一种新型的嵌合态,双阱嵌合体,这是由于局部动力学的双稳态和二维系综结构的相互作用而发生的。此外,我们发现双井嵌合体行为的稳定状态,我们称之为双井嵌合体死亡。在晶格中观察到的嵌合体模式的一个显著特征是它们主要结合不同嵌合体类型的簇:相位、振幅和双阱嵌合体。
2016-12-24 nlin.CD
Occurrence and stability of chimera states in multivariable coupled flows
耦合振子群体中的集体现象研究是物理、生物、神经和社会系统研究的热点。在这里,我们提出了一个计划的嵌合体状态的创建,即不同的动力学行为共存的多变量耦合振荡系统的合奏和一个新的计划来研究其稳定性。我们的目标分岔参数,可以调整,使两个耦合参数之一,推动系统同步,而另一个把它的despersonized状态。这些状态之间的竞争导致了一种情况,即某些部分的振荡器是同步的,而其他振荡器则被去同步化,从而产生混合嵌合体状态。耦合的进一步变化可以导致状态的期望形式,其可以完全同步或去同步。使用耦合Rössler系统的模型例子,我们表明,他们的盆地的吸引力要么是千疮百孔或交织在一起。我们使用非相干强度和主稳定性函数(MSF)作为序参量来验证嵌合态的稳定性。发现不同吸引子的MSF具有负值和正值,表明稳定的同步动力学与非同步态共存。
2019-03-07 nlin.CD
Lyapunov Analysis of Chimera States in Globally Coupled Stuart-Landau oscillators
具有长程或全局耦合的振荡系统为高维(或微观)混沌运动和集体相互作用模式之间的相互作用提供了有前途的见解。在本文中,我们使用李雅普诺夫分析,以调查是否嵌合态在全球耦合的斯图尔特-朗道(SL)振荡器表现出集体自由度。我们比较两种类型的嵌合体状态,出现在SL合奏与线性和非线性的全球耦合,分别,后者引入了一个约束,保持振荡的平均值。李雅普诺夫谱表明,对于两个嵌合态的李雅普诺夫指数分裂成不同的群体具有不同的收敛性质的限制大系统的大小。此外,在这两种情况下的李雅普诺夫维数被发现广泛的规模和协变李雅普诺夫向量的本地化特性表现出集体李雅普诺夫模式的存在。然而,在这里,我们发现两种类型的嵌合状态之间的质的差异:而在系统中的非线性全局耦合下表现出只有缓慢的集体模式对应的李雅普诺夫指数等于或接近于零,那些经历线性平均场耦合也表现出更快的集体模式与李雅普诺夫指数与大的正值或负值。
2019-05-01 nlin.CD
Chimeras and clusters in networks of hyperbolic chaotic oscillators
我们表明,嵌合体状态,同步和dispersizized动力学元素的差异化子集共存,可以出现在网络的双曲混沌振子受全球相互作用。作为局部动力学,我们采用Lozi映射,具有双曲型混沌吸引子。我们考虑一个全局耦合系统的这些地图和使用两个统计量来描述其集体行为:属于集群的元素的平均分数和状态变量的平均标准偏差。因此,嵌合态,集群,完全同步,和不相干的特点是对系统的参数空间。我们发现,嵌合态与系统中团簇的形成有关。此外,我们表明,嵌合体状态出现足够长的相互作用范围内的非局部耦合网络的这些地图。我们的研究结果表明,在某些情况下,双曲性并不妨碍形成的嵌合体状态的网络耦合混沌系统,因为它已经在以前的假设。
2017-04-01 nlin.CD
Intermittent chaotic chimeras for coupled rotators
两个对称耦合的N个具有惯性$m$的振子群体显示出与机械摆实验观察相似的对称性破缺的混沌解。特别是,我们报告的第一个证据间歇性混沌嵌合体,其中一个人口是同步的和其他不稳定的层流和湍流阶段之间的跳跃。这些状态具有有限的寿命,发散为幂律,N和m。李雅普诺夫分析揭示了全球耦合耗散系统的理论预测定量协议的混沌特性。
2015-08-14 cond-mat.dis-nn nlin.CD
Emergence of chimera in multiplex network
嵌合体是一种相对较新的现象,在对称耦合的动力学单元中可以观察到同步和异步状态的共存。我们报告观察到的嵌合体状态的多重网络中的各个层是由1-d晶格与非局部相互作用。然而,多路复用并不改变嵌合体状态的类型,并且保留了孤立网络所显示的多嵌合体状态,它改变了非相干的区域。我们调查出现的相干-非相干分岔时,不同的控制参数,即,耦合强度和网络的大小。此外,我们还研究了初始条件对嵌合态动力学行为的影响。利用区分光滑和非光滑空间轮廓的相邻节点之间的差异的测量,我们找到了过渡到嵌合体状态的临界耦合强度。在具有一对一层间耦合的多路网络中观察嵌合体对于深入了解许多固有地具有多层结构的现实世界复杂系统是重要的。
2016-03-04 nlin.AO nlin.CD
Chimera states: Coexistence of coherence and incoherence in networks of coupled oscillators
嵌合态是同步振荡和异步振荡共存的相同耦合振荡器网络中的时空模式。这种对称性破缺的状态通常与稳定的空间对称状态共存,自21世纪初被发现以来,一直引起非线性动力学界的兴趣。最近的实验已经导致越来越多的兴趣在这些国家的起源和动力学。在这里,我们回顾了嵌合体国家的研究历史,并强调在了解他们的行为的重大进展。
2015-02-18 math-ph math.MP nlin.CD
Controlling chimera states in multilayer network through linear augmentation
在这项工作中,我们提出了一种方法来控制嵌合状态,通过线性增强。使用全球耦合振荡器的合奏,我们表明,在网络中的嵌合体状态的非相干或相干区域的空间位置的控制可以实现。其特点是探索他们的吸引力盆地。通过计算横向李雅普诺夫指数和主稳定性函数,验证了线性增强前后耦合系统不同状态的稳定性。我们观察到,通过这种技术的控制是独立的耦合机制,也选择创建嵌合体状态的初始条件。
2019-11-11 nlin.CD
Chimera states for a globally coupled sine circle map lattice: spatiotemporal intermittency and hyperchaos
研究了在全局耦合的正弦圆映象格子中,群间和群内耦合强度不同的情况下,嵌合态(即混合态)的存在性。我们发现,在特定值的CML的参数,一个完全随机的初始条件演变为嵌合体状态,具有一个相位同步和一个相位dessperminised组,在dessperminised组中的地图的相位的时空变化显示类似于时空间歇性区域的结构。使用复杂的序参量,我们得到一个相图,确定该区域的参数空间中,支持这种类型的嵌合体状态,以及其他类型的相位配置,如全球相位同步状态,两个阶段的集群状态和完全相位descherosised状态。我们估计了每种解的吸引盆的体积。STI嵌合体区域的进一步详细研究,通过数值和解析的稳定性分析,并计算李雅普诺夫谱。当两个最大的李雅普诺夫指数都为正值时,该状态被认为是超混沌的。在嵌合体的非相干区域的层流和爆发长度的分布呈指数行为。层流/爆裂部位的平均分数被确定为是重要的数量,它管理的嵌合体的动力学。在初始瞬态之后,这些稳定值可用于再现嵌合体状态中的相图。
2019-07-06 nlin.CD
Engineering chimera patterns in networks using heterogeneous delays
对称性破缺的空间模式,被称为嵌合态,由于其共存的相干和非相干混合动力学,最近被弹射到聚光灯下。在这里,我们提出了一种方法,工程师的嵌合体状态,通过使用适当的分布在网络的边缘上的异构时间延迟。自然或人工复杂系统中存在的相互作用中的时滞,会导致网络上耦合动力学的时空行为发生各种变化。利用具有相同耦合环境的耦合混沌映射,我们证明了通过适当地引入时间延迟,可以实现对网络中嵌合体状态的非相干区域的空间位置的控制。该方法允许定制的一簇或多簇嵌合体模式的工程化。此外,借用谱图理论中的特征向量局部化测度,我们引入了空间逆参与比,这为嵌合体状态的识别提供了一种鲁棒的方法。这份报告强调了考虑异质时间延迟的必要性,以开发应用程序的嵌合体状态,特别是了解耦合动力系统一般。
2018-07-31 nlin.CD
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
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
Chimera states in time-varying complex networks
最近在各种不同的耦合方案和几何结构中发现了嵌合态。在大多数情况下,底层的耦合结构被认为是静态的,而许多现实的系统显示显着的时间变化的连接模式。在这项工作中,我们研究了由两个耦合的仓本振荡器群体组成的时变网络,其中两个群体之间的联系被认为是随时间而变化的。作为一个主要的结果,我们发现,该网络可以支持稳定的,呼吸和交替嵌合体状态。我们还发现,当连通性的变化率是快速的,相比振荡器动力学,网络可以描述为一个低维系统的方程。与静态非均质情况不同,交替嵌合体状态的发生是由于存在波动,这可能是由网络的有限大小或大的切换时间引起的。
2014-12-22 nlin.AO nlin.CD
Is repulsion good for the health of Chimeras?
是的,我会的非常喜欢嵌合态是指同耦合振子的相干-非相干动力学演化共存。我们调查复用的一个莱尔排斥耦合振荡器上发生的嵌合体层吸引耦合相同的振荡器的影响。我们报告说,存在一个增强的嵌合状态的外观在一层的多重网络中的排斥耦合的存在下,在其他层。此外,我们发现,在一个层中的少量的抑制或排斥耦合是足够的产生嵌合体状态在另一层通过破坏其同步行为。这些结果可以用来了解那些系统的动力学行为,其中的吸引力和排斥力之间的耦合存在于其组成部分。
2017-10-12 cond-mat.dis-nn nlin.CD