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具有局部和全局分支的Zeldovich-Semenov模型中的噪声诱导跃迁。 (英语) 兹比尔07475120

小结:研究了连续搅拌反应器中Zeldovich-Semenov模型在小随机扰动下的噪声诱导跃迁。确定性模型将通过局部和全局分岔表现出单稳和双稳特性。在双稳区,基于Freidlin-Wentzell大偏差理论,通过分析波动路径所需的动作,解释了随机偏好。对于单稳情况,在弱噪声极限下,开关线的出现导致最优路径的突然切换,并通过滑动分岔出现滑动周期,这一点通过数值方法得到了验证。此外,当相空间中没有鞍点时,研究了具有大振幅尖峰的随机激励。在拟阈值流形上,具有最小拟势的点与鞍点起着相同的作用,这意味着最优路径通过这个特殊点将经历较大的偏移。通过随机模拟验证了这些现象。

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82立方31 随机方法(福克-普朗克、朗之万等)应用于含时统计力学问题
37H20个 随机和随机动力系统的分岔理论
第92页第20页 化学中的经典流动、反应等
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参考文献:

[1] 卡梅涅夫,A。;Meerson,B.,《传染病的消亡:非平衡系统中的大波动》,Phys。E版,77(2008)·doi:10.1103/physreve.77.061107
[2] 俄亥俄州哥特斯曼。;Meerson,B.,《随机种群模型中的多重灭绝路径》,Phys。E版,85(2012)·doi:10.1103/physreve.85.021140
[3] 霍瓦诺夫,I.A。;Polovinkin,A.V。;Luchinsky,D.G。;Mcclintock,P.V E.,可兴奋系统中的噪声诱导逃逸,Phys。E版,87(2013)·doi:10.1103/physreve.87.032116
[4] Ryashko,L.,Higgins糖酵解模型中噪声诱导振荡多稳态的敏感性分析,混沌,28(2018)·doi:10.1063/1.4989982
[5] Jin,Y-F,谐波混合信号驱动的欠阻尼双稳系统中的随机共振,Chin。物理学。B、 27(2018)·doi:10.1088/1674-1056/27/5/050501
[6] 博加滕科,T.R。;Semenov,V.V.,可激发势阱中的相干共振,Phys。莱特。A、 382,2645-2649(2018)·doi:10.1016/j.physleta.2018.07.023
[7] Deville,L。;Vandeneijnden,E。;Muratov,C.B.,随机扰动动力系统中两种不同的相干机制,物理学。E版,72(2005)·doi:10.1103/physreve.72.031105
[8] 穆拉托夫,C.B。;Vanden-Eijnden,E。;E.,W.,可激发系统中的自诱导随机共振,Physica D,210,227-240(2005)·兹伯利1109.34040 ·doi:10.1016/j.physd.2005.07.014
[9] Gammaitoni,L。;Hanggi,P。;Jung,P。;Marchesoni,F.,《随机共振》,修订版。物理。,70, 223-287 (1998) ·doi:10.1103/RevModPhys.70.223
[10] Arnold,L.,随机动力系统(1998),柏林:施普林格,柏林·Zbl 0906.34001号
[11] 林德纳,B。;Garciaojalvo,J。;奈曼,A。;Schimanskygeier,L.,可激发系统中噪声的影响,物理学。众议员,392,321-424(2004)·doi:10.1016/j.physrep.2003.10.15
[12] 诺尔廷,不列颠哥伦比亚省。;Abbott,K.C.,《球、杯和准势:随机系统稳定性的量化》,生态学,97,850-864(2016)·doi:10.1890/15-1047.1
[13] Bomze,Y。;嘿,R。;Grahn,H.T。;Teitsworth,S.W.,《半导体超晶格中的噪声诱导电流开关:高维系统中非指数动力学的观察》,Phys。修订稿。,109 (2012) ·doi:10.1103/physrevlett.109.026801
[14] Mannella,R.,《随机微分方程在计算机上的积分》,Int.J.Mod。物理学。C、 1177-1194年(2002年)·Zbl 1085.65501号 ·doi:10.1142/s0129183102004042
[15] 海姆。,D.J.,随机微分方程数值模拟算法介绍,SIAM Rev.,43,525-546(2001)·Zbl 0979.65007号 ·doi:10.1137/s0036144500378302
[16] 李·T。;阿卜杜勒。;Weinan,E.,刚性随机微分方程隐式方法的有效性,Commun。计算。物理。,3, 295-307 (2008) ·Zbl 1199.65010号
[17] 赫克曼,C。;Schwartz,I.B.,《低速系统中的随机切换:大波动方法》,Phys。E版,89(2014)·doi:10.1103/physreve.89.022919
[18] Ryashko,L.,连续搅拌釜反应器Zeldovich-Semenov模型中的噪声诱导复杂振荡动力学,Chaos,31(2021)·Zbl 1458.80007号 ·doi:10.1063/5.0030511
[19] 巴什基尔茨瓦一世。;利亚什科。;Slepukhina,E.,Fitzhugh-Nagumo模型中噪声诱导的振荡双稳态和混沌过渡,Fluct。噪声Lett。,13 (2014) ·doi:10.1142/s0219477514500047
[20] Jungeiges,J.(Jungeiges,J.)。;梁佐诺娃,T。;Mitrofanova,A。;Popova,I.,消费周期敏感性分析,混沌,28(2018)·数字对象标识代码:10.1063/1.5024033
[21] 弗里德林,M.I。;Wentzell,A.D.,动力系统的随机扰动(2012),纽约:Springer,纽约·Zbl 1267.60004号
[22] A.J.布雷。;McKane,A.J.,《有色噪声驱动的势垒激活逃逸率的Instanton计算》,Phys。修订稿。,62, 493-496 (1989) ·doi:10.1103/PhysRevLett.62.493
[23] Cameron,M.K.,《寻找非梯度SDE的准势》,Physica D,2411532-1550(2012)·Zbl 1253.35229号 ·doi:10.1016/j.physd.2012.06.005
[24] Dahiya,D。;Cameron,M.,计算准势的有序线积分方法,J.Sci。计算。,75, 1351-1384 (2018) ·Zbl 1395.65150号 ·doi:10.1007/s10915-017-0590-9
[25] Daisy,D。;Maria,C.,在可变各向异性扩散情况下计算准势的有序线积分方法,Physica D,382-3,33-45(2018)·Zbl 1415.65017号 ·doi:10.1016/j.physd.2018.07.002
[26] 海曼,M。;Vanden-Eijnden,E.,《几何最小作用法:曲线空间上的最小作用原理》,Commun。纯应用程序。数学。,61, 1052-1117 (2008) ·Zbl 1146.60046号 ·doi:10.1002/cpa.20238
[27] Beri,S。;曼内拉,R。;Luchinsky,D.G。;Silchenko,A.N。;Mcclintock,P.V E.,连续随机系统和映射中最优逃逸边值问题的解,物理学。E版,72(2005)·doi:10.1103/physreve.72.036131
[28] Davis,M.E.,《化学反应工程基础》(2003),纽约:McGraw-Hill,纽约
[29] 谢普列夫,V.S。;特雷斯科夫,S.A。;Volokitin,E.P.,具有一级反应的搅拌槽反应器动力学,《化学》。工程科学。,53, 3719-3728 (1998) ·doi:10.1016/s0009-2509(98)00164-x
[30] Kawczynski,A.L。;Nowakowski,B.,热化学系统模型的主方程模拟,Phys。E版,68(2003)·doi:10.1103/PhysRevE.68.036218
[31] Vaganov,医学博士。;新几内亚萨莫林科。;Abramov,V.G.,《连续搅拌槽式反应器的周期状态》,化学。工程科学。,33, 1133-1140 (1978) ·doi:10.1016/0009-2509(78)85019-2
[32] Bykov,V.I。;Tsybenova,S.B.,热爆炸理论最简单模型的参数分析——Zeldovich-Semenov模型,库姆斯特。爆炸。冲击波,37523-534(2001)·doi:10.1023/a:1012384818482
[33] Bykov,V.I。;塞拉菲莫夫,洛杉矶。;Tsybenova,S.B.,《连续搅拌槽式反应器的紧急启动制度》,Theor。已找到。化学。,49, 361-369 (2015) ·doi:10.1134/s0040579515040247
[34] Bykov,V.I。;Tsybenova,S.B。;Yablonsky,G.,《通过简单模型实现化学复杂性》(2018),柏林:德格鲁伊特公司,柏林
[35] 福戈斯顿,E。;Moore,R.O.,《应用动力系统噪声诱导跃迁入门》,SIAM Rev.,60,969-1009(2018)·Zbl 1408.37089号 ·数字对象标识代码:10.1137/17m1142028
[36] 格雷厄姆·R。;Tél,T.,Fokker-Planck模型的弱噪声极限和耗散动力系统的不可微分势,Phys。修订版A,311109-1122(1985)·doi:10.1103/physreva.31.1109
[37] Ludwig,D.,随机扰动下动力系统的持久性,SIAM Rev.,17,605-640(1975)·Zbl 0312.60040号 ·数字对象标识代码:10.1137/1017070
[38] 陈,Z。;朱,J。;Liu,X.,随机Morris Lecar模型中最优路径的拟势和非光滑动力学的不可微性:I型和II型兴奋性,非线性动力学。,96, 2293-2305 (2019) ·文件编号:10.1007/s11071-019-04922-w
[39] Sethian,J.A。;Vladimirsky,A.,静态Hamilton-Jacobi方程的有序迎风方法,Proc。美国国家科学院。科学。美国,98,11069-11074(2001)·Zbl 1002.65112号 ·doi:10.1073/pnas.201222998
[40] Sethian,J.A。;Vladimirsky,A.,静态Hamilton-Jacobi方程的有序迎风方法:理论和算法,SIAM J.Numer。分析。,41, 325-363 (2003) ·Zbl 1040.65088号 ·doi:10.1137/s0036142901392742
[41] 迈尔,R.S。;Stein,D.L.,随机退出问题中的限制退出位置分布,SIAM J.Appl。数学。,57, 752-790 (1997) ·Zbl 0874.60072号 ·doi:10.1137/s00361399994271753
[42] Christian,K.,《多时间尺度动力学》(2010),柏林:施普林格出版社,柏林
[43] Luchinsky,D.G。;迈尔,R.S。;曼内拉,R。;麦克林托克,P.V E。;Stein,D.L.,噪声诱导逃避中鞍点回避的观察,物理学。修订稿。,82, 1806-1809 (1999) ·doi:10.1103/physrevlett.82.1806
[44] Baek,Y。;Kafri,Y.,《大偏差函数中的奇点》,J.Stat.Mech。(2015) ·Zbl 1456.82643号 ·doi:10.1088/1742-5468/2015/08/p08026
[45] 马里兰州戴克曼。;百万富翁。;Smelyanskiy,V.N.,《非平衡系统中大涨落的可观测和隐藏奇异特征》,Phys。莱特。A、 195、53-58(1994)·Zbl 0941.82526号 ·doi:10.1016/0375-9601(94)90426-x
[46] 斯迈扬斯基,V.N。;马里兰州戴克曼。;Maier,R.S.,极限环内部大涨落的拓扑特征,物理学。E版,552369-2391(1997)·doi:10.1103/physreve.55.2369
[47] 马里兰州戴克曼。;Luchinsky,D.G。;Mcclintock,P.V E。;Smelyanskiy,V.N.,波动路径分布的勘误和临界行为,Phys。修订稿。,77, 5229-5232 (1996) ·doi:10.1103/PhysRevLett.77.5229
[48] 库兹涅佐夫,Y.A。;里纳尔迪,S。;Gragnani,A.,平面Filippov系统中的单参数分岔,国际分岔混沌,13,2157-2188(2003)·Zbl 1079.34029号 ·doi:10.1142/s0218127403007874
[49] 瓜迪亚,M。;西拉·T·M。;Teixeira,M.A.,平面Filippov系统低余维的一般分叉,J.Differ。Equ.、。,250, 1967-2023 (2011) ·Zbl 1225.34046号 ·doi:10.1016/j.jde.2010.11.016
[50] Devaney,A.J.,《神经科学数学基础》(2010年),纽约:Springer,纽约·Zbl 1320.92002年
[51] Luchinsky,D.G。;Beri,S。;曼内拉,R。;麦克林托克,P.V E。;Khovanov,I.A.,《最优波动与混沌控制》,《国际分岔混沌》,第12期,第583-604页(2002年)·Zbl 1044.37023号 ·doi:10.1142/s021812740204528
[52] 霍瓦诺夫,I.A。;Luchinsky,D.G。;曼内拉,R。;McClintock,P.V E.,《波动与混沌的能量最优控制》,《物理学》。修订稿。,85, 2100-2103 (2000) ·doi:10.1103/physrevlett.85.2100
[53] 威尔斯,D.K。;Kath,W.L。;Motter,A.E.,《生物物理网络中随机和诱导切换的控制》,Phys。版本X,5(2015)·doi:10.1103/physrevx.5.031036
[54] Hindes,J。;Schwartz,I.B.,复杂网络中的大阶波动、切换和控制,科学。代表,710663(2017)·doi:10.1038/s41598-017-08828-8
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