基于符号计算的时滞系统动力学研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11302098
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0702.非线性振动及其控制
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Due to the ubiquitous existence of "delay" effect in nature and engineering systems, there has been an increasing interest in delayed dynamic systems. However, the infinite dimensionality renders the analysis of delay differential equations much more difficult than that of ordinary differential equations. Recently, most research is still about local dynamics of retarded-type time delay systems. Normal form theory is one of the most powerful tools for studying the local dynamics around a nonhyperbolic equilibrium. However, when it comes to applying the normal form theory on delay differential equations, especially on neutral delay differential equations, complicated and time-consuming algebra deduction is often involved. As an effort to simplify the related analysis, this study aims at developing symbolic computation schemes and corresponding Maple programs for computing the normal forms of high-codimensional bifurcations such as double Hopf bifurcations and Bogdanov-Takens bifurcations in both retarded delay differential equations and neutral delay differential equations. In most cases, numerical analysis is required for investigating complex dynamic behaviors of time delay systems. It is usually difficult to provide an reasonable initial guess so that numerical iteration and continuation can be successfully conducted. To address this issue, the study will use the analytical result obtained by the symbolic computation as the initial value for the numerical analysis. With joint efforts of symbolic computation and numerical analysis, it will be able to investigate and explain the complex dynamic behaviors of delayed dynamic systems.
时滞现象广泛存在于自然界和工程系统,考虑时滞因素的动力学研究受到广泛关注。时滞系统的无穷维特性使得相关动力学分析的复杂性大大增加,目前的研究还主要集中于滞后型时滞系统的局部动力学研究。规范型理论作为研究非线性动力系统在非双曲平衡点附近局部动力学的常用工具,在应用于时滞微分方程特别是中立型时滞微分方程时会涉及非常复杂的代数推导运算,耗时且极易出错。本项目旨在通过研究符号算法及编写相应Maple程序,计算滞后型和中立型时滞微分方程关于双Hopf分岔、Bogdanov-Takens分岔等高余维分岔的规范型,从而简化非双曲平衡点附近的局部动力学分析。关于时滞系统复杂动力学的研究主要依赖于数值计算,然而在数值分析过程中,如何选择合适的初值是能否成功进行数值迭代延续的关键。本项目将以符号计算所得到的解析结果作为初始值进行数值迭代延续,以探究或解释时滞系统的复杂动力学行为。

结项摘要

由于时滞动力系统具有无穷维特性,关于其动力学分析的难度非常大。本项目旨在通过符号算法的研究,简化关于时滞动力系统的分析。本研究将针对中立型时滞微分方程Hopf分岔规范型的符号算法推广至了含分岔参数的情况,从而能直接对该类系统的Hopf分岔进行计算,经数值计算验证了该算法的正确性。利用该算法,对人体自平衡系统的动力学行为进行了分析,研究表明,若考虑神经系统的反应时滞,该中立时滞系统大部分情况呈现亚临界Hopf分岔现象。此外,借助符号计算平台,本项目还着重对边界条件含时滞的弹性杆进行了稳定性分析,得到了关于时滞和反馈增益的稳定区域图。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Experimental Studies on Finite Element Model Updating for a Heated Beam-Like Structure
热梁式结构有限元模型更新的实验研究
  • DOI:
    10.1155/2015/143254
  • 发表时间:
    2015-03
  • 期刊:
    Shock and Vibration
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Sun, Kaipeng;Zhao, Yonghui;Hu, Haiyan
  • 通讯作者:
    Hu, Haiyan
Exact stability chart of an elastic beam subjected to delayed feedback
受到延迟反馈的弹性梁的精确稳定性图
  • DOI:
    10.1016/j.jsv.2016.01.002
  • 发表时间:
    2016-04-14
  • 期刊:
    JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Zhang, Li;Stepan, Gabor
  • 通讯作者:
    Stepan, Gabor

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其他文献

湿邪致病现代机理研究进展
  • DOI:
    10.13359/j.cnki.gzxbtcm.2015.01.040
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    广州中医药大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于斌;邓力;张丽;孙冰;厉启芳;陈佳;吴先林;赵昌林;李恩庆;陈孝银
  • 通讯作者:
    陈孝银
氮和土著AMF对黄瓜间作土壤酶活性及氮利用的影响
  • DOI:
    10.13346/j.mycosystema.190221
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    菌物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘圆圆;张丽;王硕;刘大会;张乃明;杨锦花;夏运生
  • 通讯作者:
    夏运生
Bruker MS与VITEK-MS鉴定近平滑念珠菌复合体的性能对比
  • DOI:
    10.11816/cn.ni.2016-160607
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华医院感染学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张丽;王贺;肖盟;范欣;程敬伟;侯欣;徐英春
  • 通讯作者:
    徐英春
氧化石墨烯改性密胺树脂/石蜡相变微胶囊的制备及性能
  • DOI:
    10.16865/j.cnki.1000-7555.2017.05.024
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    高分子材料科学与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张丽;杨文彬;张凯;谢长琼;何方方;范敬辉;吴菊英
  • 通讯作者:
    吴菊英
茜草炭抗雌二醇致大鼠出血倾向的活性部位研究
  • DOI:
    10.13313/j.issn.1673-4890.2016.9.007
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国现代中药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    薛露;王海丽;肖林焱;陈毅;单鸣秋;张丽;丁安伟
  • 通讯作者:
    丁安伟

其他文献

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张丽的其他基金

基于时滞系统动力学的人体平衡机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于时滞系统动力学的人体平衡机理研究
  • 批准号:
    12272167
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
边界条件含时滞的连续系统的稳定性问题
  • 批准号:
    11772151
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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