[00141499]复杂网络介质中非线性动力学性质及控制

复杂网络介质,如耦合神经元网络、心肌网络组织、反应扩散体系等,涵义广泛,呈现的动力学行为异常丰富,并具有跨系统的普适性规律。因此,复杂网络介质非线性动力学性质的基础研究和控制策略一直是该领域的研究热点。首先,本项目发现了复杂网络介质中一系列的非线性动力学奇异性质：阐述了网络的拓扑结构与节点动力学的相互作用,对设计安全鲁棒性网络具有借鉴意义,有助于改善现实网络的功能;得出了具有时滞的两个网络的混合同步特诊,包括单个网络的内部同步和两个网络的外部同步;首次引入用非线性函数来替代网络的耦合作用来研究两个未知网络的广义同步;选用具有自相似结构的分形网络作为网络模型,研究了三种类型的随机游走,得到了首次到达时间与网络规模的幂律关系,并比较了这三种随机游走的效率。在揭示复杂网络介质的奇异动力学性质基础上,提出了一些有创新的高效控制方法：首先,在激发网络介质中,从时空旋转对性角度出发,首次提出用旋转电场控制螺旋波,发现了一系列新颖有趣的现象, 如控制螺旋波漂移方向、稳定螺旋波、在湍流中生长螺旋波、驱动手征同步等效应,并且从理论上阐述了物理机理,从而发展了一套新的控制螺旋波和湍流的方法和思路,在复杂介质中螺旋波控制领域引起了较大的关注,主要结果后来被BZ反应实验所证实;提出应用旋转电场,利用缺陷可高效、快速地消除絮乱波,而所需能量比脉冲电场WEH效应还要低一半,提供了心肌一个优于局域起搏技术（ATP）和强电击除颤的新思路,已引起了该领域研究较大的关注,已有后续工作跟进并验证这种方法的先进性;消除缺陷上钉扎的螺旋波是受到持续关注的热点问题,但是其机理仍然不甚清晰。通过模拟和理论分析,从色散关系和本构关系入手,本项目中解释了内在的物理机制。系列结果总计被SCI他引200余次,论文中分形网络图被选作SCI收录期刊Physica Scripta当期封面,螺旋波控制论文被《 Virtual Journal of Biological Physics Research》选录。