×

带有噪声和延迟的套扣式模型。 (英语) Zbl 1345.60063号

小结:对集体动物行为的套雄性模型进行了推广研究。该模型被表示为一个时滞随机微分方程系统。它包含了动物决策中存在的两个额外过程,但在建模中经常被忽略:(i)个体行为的随机性(不完美)和(ii)个体对环境中信号的延迟响应。利用适当的Lyapunov泛函,导出了广义Cucker-Smale模型的植绒充分条件。作为副产品,获得了关于延迟几何布朗运动渐近行为的一个新结果。在论文的第二部分,给出了系统数值模拟的结果。它们不仅说明了分析结果,还暗示了系统的某种令人惊讶的行为,即引入中间时间延迟可能会促进聚集。

MSC公司:

60小时30分 随机分析的应用(PDE等)
60 H10型 随机常微分方程(随机分析方面)
60J65型 布朗运动
92D50型 动物行为
34F05型 常微分方程和随机系统
60华氏35 随机方程的计算方法(随机分析方面)
65立方米 随机微分和积分方程的数值解
65二氧化碳 蒙特卡罗方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] S.Ahn和S.-Y.Ha,{带乘性白噪声的Cucker-Smale模型的随机群集动力学},J.Math。物理。,51 (2010), 103301, http://dx.doi.org/10.1063/1.3496895doi:10.1063/1.3496895·Zbl 1314.92019年
[2] J.Appleby,X.Mao和M.Riedle,{几何布朗运动与延迟:均方特征},Proc。阿默尔。数学。Soc.,137(2009),第339-348页,http://dx.doi.org/10.1090/S0002-9939-08-09490-2doi:10.1090/S0002-9939-08-09490-2·Zbl 1156.60045号
[3] J.A.Carrillo、M.Fornasier、J.Rosado和G.Toscani,{动力学Cucker-Spale模型的渐近群集动力学},SIAM J.Math。分析。,42(2010),第218-236页,http://dx.doi.org/10.1137/090757290doi:10.1137/090757290·Zbl 1223.35058号
[4] J.Carrillo、M.Fornasier、G.Toscani和F.Vecil,《群集的粒子、动力学和流体动力学模型》,《社会经济和生命科学中集体行为的数学建模,模型》。模拟。科学。Tech.,G.Naldi,L.Pareschi,and G.Toscani,eds.,Birkha¨user,马萨诸塞州剑桥市,2010年,第297-336页,http://dx.doi.org/10.1007/978-0-8176-4946-3_12doi:10.1007/978-0-8176-4946-3_12·Zbl 1211.91213号
[5] F.Cucker和S.Smale,《群体中的紧急行为》,IEEE Trans。自动化。对照,52(2007),第852-862页,http://dx.doi.org/10.1109/TAC.2007.895842doi:10.1109/TAC.2007.895842·Zbl 1366.91116号
[6] F.Cucker和S.Smale,《关于涌现的数学》,日本。数学杂志。,2(2007),第197-227页,http://dx.doi.org/10.1007/s11537-007-0647-xdoi:10.1007/s11537-007-0647-x·Zbl 1166.92323号
[7] L.El'sgolts和S.Norkin,{带偏差变元微分方程理论与应用导论},学术出版社,纽约,1973年(J.Casti翻译)·Zbl 0287.34073号
[8] R.Erban,《从分子动力学到布朗动力学》,Proc。罗伊。Soc.A,470(2014),20140036·Zbl 1371.60144号
[9] R.Erban,{将水中离子的全原子分子动力学模拟与布朗动力学耦合},Proc。罗伊。Soc.A,472(2016),20150556,http://dx.doi.org/10.1098/rspa.2015.0556doi:10.1098/rspa.2015.0556·Zbl 1371.82075号
[10] R.Erban和J.Haskovec,《耦合速度跳跃过程从个体到集体的行为:蝗虫示例》,《动力学相关模型》,5(2012),第817-842页,http://dx.doi.org/10.3934/krm.2012.5.817doi:10.3934/krm.2012.5.817·Zbl 1397.60077号
[11] S.Gillouzic,{随机时滞微分方程的Fokker-Planck方法},博士论文,渥太华大学渥太华-卡列坦物理研究所,加拿大渥太华,2000年。
[12] S.-Y.Ha,K.Lee和D.Levy,{随机Cucker-Smale系统中时间渐近群集的出现},《通信数学》。科学。,7(2009),第453-469页,http://dx.doi.org/10.4310/cms.2009.v7.n2.a9doi:10.4310/cms.2009.v7.n2.a9·Zbl 1192.34067号
[13] S.-Y.Ha和J.-G.Liu,{它是雄性蜂群聚集动力学和平均场极限的简单证明},Comm.Math。科学。,7(2009),第297-325页,http://dx.doi.org/10.4310/cms.2009.v7.n2.a2doi:10.4310/cms.2009.v7.n2.a2·Zbl 1177.92003号
[14] S.-Y.Ha和E.Tadmor,《从粒子到植绒的动力学和流体力学描述》,《动力学相对模型》,1(2008),第315-335页,http://dx.doi.org/10.3934/krm.2008.1.415doi:10.3934/krm.2008.1.415·兹比尔1402.76108
[15] J.Haskovec,{带拓扑相互作用的Cucker-Smale型模型中的群聚动力学和平均场极限},Phys。D、 261(2013),第42-51页,http://dx.doi.org/10.1016/j.physd.2013.06.006doi:10.1016/j.physd.2013.06.006·Zbl 1310.92062号
[16] D.Hunt、G.Korniss和B.Szymanski,《带时延的噪声环境中的网络同步:基本限制和权衡》,《物理》。修订稿。,105 (2010), 068701, http://dx.doi.org/10.10103/physrevlett.105.068701doi:10.1103/physrevlett.105.068701。
[17] D.Hunt、G.Korniss和B.Szymanski,《耦合随机系统中竞争时滞的影响》,Phys。莱特。A、 375(2011),第880-885页,http://dx.doi.org/10.1016/j.physleta.2010.12.060doi:10.1016/j.physleta.2010.12.060。
[18] D.Hunt、F.Molnaír、B.Szymanski和G.Korniss,《随机网络协调中的极端波动与时滞》,Phys。修订版E,92(2015),062816,http://dx.doi.org/10.103/physreve.92.062816doi:10.1103/physreve.92.062816。
[19] S.Juneja和P.Shahabuddin,《Rarevent模拟技术:简介和最新进展》,摘自Handb。操作。资源管理科学。13,S.G.Henderson和B.L.Nelson编辑,Elsevier,纽约,2006年,第291-350页,http://dx.doi.org/10.1016/s0927-0507(06)13011-xdoi:10.1016/s0927-0507(06)130 11-x。
[20] V.Kolmanovskii和A.Myshkis,《泛函微分方程的应用理论》,Kluwer学术出版社,波士顿,1992年,http://dx.doi.org/10.1007/978-94-015-8084-7doi:10.1007/978-94-015-8084-7·Zbl 0917.34001号
[21] 刘彦,吴建华,{带处理时滞的Cucker-Smale模型的群集和渐近速度},数学学报。分析。申请。,415(2014),第53-61页,http://dx.doi.org/10.1016/j.jmaa.2014.01.036doi:10.1016/j.jmaa.2014.01.036·兹比尔1308.92111
[22] X.Mao,{随机微分方程与应用},第2版,霍伍德出版社,英国奇切斯特,2007,http://dx.doi.org/10.1533/9780857099402doi:10.1533/9780857099402·Zbl 1138.60005号
[23] Mao X.,{随机微分时滞方程的稳定性和稳定性},IET控制理论应用。,1(2007),第1551-1566页,http://dx.doi.org/10.1049/iet-cta:20070006doi:10.1049/iet-cta:20070006。
[24] S.Motsch和E.Tadmor,《自组织动力学及其群集行为的新模型》,J.Statist。物理。,144(2011),第923-947页,http://dx.doi.org/10.1007/s10955-011-0285-9doi:10.1007/s10955-011-0285-9·Zbl 1230.82037号
[25] B.Öksendal,《随机微分方程》,Springer Verlag,海德堡,纽约,2000年,http://dx.doi.org/10.1007/978-3642-14394-6doi:10.1007/978-3642-14394-6。
[26] L.Pareschi和G.Toscani,《交互多智能体系统:动力学方程和蒙特卡罗方法》,牛津大学出版社,伦敦,2014年;国际标准图书编号:9780199655465·Zbl 1330.93004号
[27] J.Peszek,{具有奇异通信权重的离散Cucker-Smale群集模型分段弱解的存在性},J.微分方程,257(2014),第2900-2925页,http://dx.doi.org/10.1016/j.jde.2014.06.003doi:10.1016/j.jde.2014.06.003·Zbl 1304.34092号
[28] J.Rodriguez,{自适应相互作用振荡系统中的噪声和延迟},比勒菲尔德大学,2013年。
[29] Y.Shang,《随机噪声环境中的涌现》,国际数学杂志。分析。,25(2010年),第1205-1215页·Zbl 1215.34066号
[30] H.Smith,{时滞微分方程及其在生命科学中的应用简介},Springer,纽约,2011,http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4419-7646-8doi:10.1007/978-1-4419-7646-8·Zbl 1227.34001号
[31] D.Sumpter,{集体动物行为},普林斯顿大学出版社,新泽西州普林斯顿,2010年,http://dx.doi.org/10.1515/9781400837106doi:10.1515/9781400837106·Zbl 1229.92085号
[32] Y.Sun、W.Lin和R.Erban,《时间延迟可以促进自驱动相互作用粒子系统的相干性》,Phys。E版,90(2014),062708,http://dx.doi.org/10.103/physreve.90.062708doi:10.1103/physreve.90.062708。
[33] J.Taylor-King、B.Franz、C.Yates和R.Erban,《群体机器人转向延迟的数学建模》,IMA J.Appl。数学。,80(2015),第1454-1474页,http://dx.doi.org/10.1093/imat/hxv001doi:10.1093/imamat/hxv001·Zbl 1327.35378号
[34] T.Ton、N.Linh和A.Yagi,《随机套公系统中的群集和非群集行为》,Ana。申请。,12(2014),第63-73页,http://dx.doi.org/10.1142/s0219530513500255doi:10.1142/s0219530513500255·Zbl 1291.60124号
[35] T.Vicsek和A.Zafeiris,{集体运动},《物理学》。众议员,517(2012),第71-140页,网址:http://dx.doi.org/10.1016/j.physrep.2012.03.004doi:10.1016/j.physrep.2012.03.004。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。