Lévy噪声与周期力共同驱动下的螺旋波动力学

计算物理 ›› 2012, Vol. 29 ›› Issue (4): 620-626.

Lévy噪声与周期力共同驱动下的螺旋波动力学

陈绍英¹, 袁国勇², 吴刚³, 崔倩倩², 范红领⁴

1. 呼伦贝尔学院科研处, 内蒙古呼伦贝尔, 021008;
2. 河北师范大学物理科学与信息工程学院, 河北石家庄, 050016;
3. 呼伦贝尔市人民医院心脏内科, 内蒙古呼伦贝尔, 021008;
4. 河北省图书馆, 河北石家庄, 050011

收稿日期:2011-09-15 修回日期:2011-12-08 出版日期:2012-09-25 发布日期:2012-09-25
通讯作者: 袁国勇,E-mail:yuangy@hebtu.edu.cn
作者简介:陈绍英(1964-),男,教授,主要从事非线性动力学研究
基金资助:
国家自然科学基金(11005030);内蒙古教育厅基金(NJ09178);河北省教育厅基金(2009135)资助项目

Effect of Lévy Noise and Periodic Force on Dynamics of Spiral Waves

CHEN Shaoying¹, YUAN Guoyong², WU Gang³, CUI Qianqian², FAN Hongling⁴

1. Science and Technology Office, Hulunbeier College, Inner Mongolia Hulunbeier 021008, China;
2. College of Physics Science and Information Engineering, Hebei Normal University, Hebei Shijizhuang 050016, China;
3. Cardiology Section of Hulunbeier People's Hospital, Inner Mongolia Hulunbeier 021008, China;
4. Hebei Library, Shijiazhuang 050016, China

Received:2011-09-15 Revised:2011-12-08 Online:2012-09-25 Published:2012-09-25

摘要/Abstract

摘要： 研究加性Lévy噪声与周期外力对FitzHugh-Nagumo可激系统中螺旋波动力学行为的影响.螺旋波波头的运动随外力周期在一定范围内呈规则变化,该规则变化可用相应的傅立叶谱理解,维持该规则变化的是锁频行为.Lévy噪声序列中包含着小概率的大尺度噪声,螺旋波波头运动改变主要来自于它们的影响,本文指出Lévy噪声对波头运动的影响也依赖于外力周期的取值.在适当的参数取值下,Lévy噪声的存在也能导致螺旋波的消失,这为螺旋波的控制、消除提供了一种方法.分析了系统周期与外力周期的锁定行为,给出了不同噪声强度下的Arnold舌,指出随机共振行为的存在.

关键词: 螺旋波, Lé, vy噪声, FitzHugh-Nagumo模型

Abstract: We study effect of additive Lévy noise and periodic force on dynamics of spiral waves,which appears in a FitzHugh-Nagumo excitable system.Motion of spiral tip changes regularly with external force period in domains,which can be explained with corresponding Fourier spectrum.A regular change is due to the existence of frequency-locking.Lévy noise sequence contains large-scale noise with a small probability.Large-scale noise has main effect on the motion of spiral tips.We pointed out that effect of Lévy noise on tip motion depends on period of external force.At appropriate parameters,the Lévy noise leads to the disappearance of spiral waves,and it offer a methold of controling and eliminating spiral waves.The locking behavior between internal period of the system and external modulation period is analyzed.Arnold tongues is obtained at various noise intensities.They indicate existance of stochastic resonances.

Key words: spiral wave, Lévy noise, FitzHugh-Nagumo model

中图分类号:

O415.3

陈绍英, 袁国勇, 吴刚, 崔倩倩, 范红领. Lévy噪声与周期力共同驱动下的螺旋波动力学[J]. 计算物理, 2012, 29(4): 620-626.

CHEN Shaoying, YUAN Guoyong, WU Gang, CUI Qianqian, FAN Hongling. Effect of Lévy Noise and Periodic Force on Dynamics of Spiral Waves[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2012, 29(4): 620-626.

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