非高斯噪声和时间延迟协同对蚂蚁种群觅食系统的动力学性质研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lcp396526202
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文首先介绍了一些相关的研究背景,在高斯白噪声驱动下,考虑自催化机制的种群模型,随后在非线性动力学中,阐述一些与本论文相关的随机延迟理论,包括非高斯噪声和时间延迟协同作用下系统的解析近似、数值模拟,以及其他各种统计量。接着,应用随机延迟理论研究一个典型的生物系统――种群觅食系统,研究噪声和延迟时间对该生物系统动力学的影响,探寻出其中的物理机制,并给出一定的合理解释。其次,考虑种群觅食系统中非高斯噪声和时间延迟协同作用,以种群模型为基础,构建随机延迟微分方程,随后得到其对应的Fokker-Planck方程,运用统一色噪声近似以及小时间延迟近似理论,探讨噪声和延迟时间对种群觅食模型稳态变化情况及动力性质,结果表明:(1)时间延迟和非高斯噪声可以诱导稳态概率分布SPD单峰到双峰的相变现象,即在种群觅食系统中出现双稳态,时间延迟和非高斯噪声不仅能够引起稳定态之间的转换,而且可以直接产生双稳态,此外,数值模拟和理论分析结果相一致;(2)在相关驰豫时间ART作为噪声强度D的函数中产生了极大值,且此极大值是代表非高斯噪声在种群觅食系统中弱化系统稳定性NWS的特征,即在种群觅食系统中稳态的稳定性可以被非高斯噪声的强度D所削弱;(3)相关驰豫时间ART作为噪声相关时间τ0的函数中,既产生了极大值也产生了极小值,其中此极小值是种群觅食系统中稳定性得到增强的标志;(4)偏离高斯噪声强度q能够增强在不同时刻两个状态变量之间的关联性,降低时间演化速率,使得系统从任意初始状态达到稳定状态的演化时间增加,并且削弱系统在稳定状态下双稳态系统的稳定性;相反,时间延迟τ减弱两个状态之间在不同时刻的关联性,加速了演化速率,缩短了系统从任意初始状态到稳定状态的演化时间,增强了双稳态系统在稳定状态的稳定性,即时间延迟τ和偏离高斯噪声强度q在ART或NCF中起着相反的作用。最后,建立了含有非高斯噪声和时间延迟反馈的种群觅食模型,探讨非高斯噪声和时间延迟反馈对SPD,方差β2,偏度β3和峰度β4的影响机制,研究结果表明:(1)随着K值的增加,SPD的结构从双峰变为单峰,即反馈回路强度K能够引起系统产生相跃迁现象,这在生物学中表明增加反馈回路的强度K,会引起蚂蚁种群从密集的一侧扩散到另一侧;(2)考虑正反馈(K>0)和负反馈(K<0)两种情况下时间延迟τ,噪声强度D,非高斯噪声偏离参数q和噪声相关时间τ0对SPD的影响。在正反馈时,SPD的结构仅仅出现单峰;然而,在负反馈时,时间延迟τ和非高斯噪声参数D和q可以引起相跃迁现象,而噪声相关时间τ0没有诱发产生该现象。(3)在β23和β4随着K值变化的图像中出现了极大值,这个极大值反映了偏离平均值偏差程度。
其他文献
乙醇是重要的有机化工原料和溶剂,近年来作为燃料添加剂发展迅速。乙醇传统的制备方法有生物质发酵法和乙烯水合法,前者是以粮食为原料的生产路线,后者是以石油为原料的生产
半导体量子点作为新型纳米材料,由于量子尺寸效应,调节量子点大小实现带隙宽度改变,使量子点表现出独特光学及物理性质,光催化,医学标记、光电器件等方面有广泛研究与应用潜
随着经济的不断发展,物质生活的日益完善,人们的视野逐渐转向精神世界的富足。改善和提升人们幸福感已经是国家、民族、组织与个人都共同关注的大事。对于民生银行N分行社区支行而言,改善和提高员工工作幸福感也是摆在管理者面前亟待解决的事情。民生银行N分行社区支行始于2013年,在N分行共设立了16个社区支行,是全面贯彻落实民生银行总行社区支行战略布局的产物。对于工作在社区支行的银行员工,他们不仅有着普通银行
受加里东运动影响,上扬子大部分地区缺失泥盆系,仅在上扬子台地西北缘有保存。其中的观雾山组是自平驿铺组碎屑岩沉积之后的首套碳酸盐岩沉积,是沉积环境由浑水向清水转变的
井下抽采煤层气由于抽排过程中渗入大量空气,致使甲烷浓度较低(5%-35%,体积分数),目前多数煤矿的做法为直接排空,浪费了资源,且造成了严重的大气污染。本研究将低浓度煤层气
金属有机骨架结构材料(Metal-Organic Framework,MOFs)是一种由金属离子和有机配体通过自组装的方式从而形成的多孔结构的一种特殊晶体材料。近年来,MOFs还可以作为固定化基
新中国成立后,国民经济逐步恢复。1953年开始实行粮食等农产品的统购统销政策,同时逐步建立计划经济体制。1956年底社会主义三大改造完成,进入了生产资料公有制基础上的社会主义初级阶段。高度集中的社会主义计划经济体制正式形成。在计划经济体制下,低买高卖的投机倒把活动,虽然是对计划经济体制的一种干扰和破坏,但也具有调节有无,促进商品流通的作用。尤其是在“大跃进”和三年困难时期,投机倒把活动对解决城乡物
银簇合物因其结构多样性和突出的性能,受到了人们的广泛研究。在合成方面,人们逐渐把关注的焦点转移到对银簇合物的理性设计及功能化修饰改性上。通过将某些功能化的有机配体
本论文以十四胺为核的1.0G超支化聚酰胺-胺大分子为原料,与吡啶-2-甲醛进行席夫碱反应得到超支化吡啶亚胺配体,然后将得到的超支化吡啶亚胺配体与六水氯化镍进行络合反应,合
近年来,全球环境恶化问题加剧迫使人们加快对新能源的研究。在诸多种类的新能源中太阳能以环保、高效并且可大面积应用的优点赢得了科学家们的青睐。多年以来科学家一直在寻