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双层非线性耦合反应扩散系统中复杂Turing斑图
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2013
  • 页码:220503-220503
  • 分类:O175.2[理学—数学;理学—基础数学]
  • 作者机构:[1]河北科技大学理学院,石家庄050018, [2]河北大学物理科学与技术学院,保定071002
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11247242)、国家自然科学基金青年科学基金(批准号:51201057)和河北科技大学科研基金(批准号:QD201225,QD201226)资助的课题.
  • 相关项目:强激光场中原子、分子电离的复杂动力学研究
中文摘要:

采用双层耦合的Brusselator模型,研究了两个子系统非线性耦合时Turing模对斑图的影响,发现两子系统Turing模的波数比和耦合系数的大小对斑图的形成起着重要作用.模拟结果表明:斑图类型随波数比值的增加,从简单斑图发展到复杂斑图;非线性耦合项系数在0-0.1时,系统1中短波模在系统2失稳模的影响下不仅可形成简单六边形、四边形和条纹斑图,两模共振耦合还可以形成蜂窝六边形、超六边形和复杂的黑眼斑图等超点阵图形,首次在一定范围内调整控制参量观察到由简单正四边形向超六边形斑图的转化过程;耦合系数在0.1-1时,系统1中短波模与系统2失稳模未发生共振耦合仅观察到与系统2相同形状的简单六边形、四边形和条纹斑图.

英文摘要:

The influence of Turing modes in two subsystems on pattern formation is investigated by the two-layer non-linearly coupled Brusselator model. It is found that the coupling coefficient and wave number ratio between two Turing modes take an important role in the pattern formation and pattern selection. The kind of pattern changes from simple pattern to complex one with the increase of wave number ratio. When nonlinear coupling coefficient is smaller than 0.1, the short wave mode in system 1 under the action of instability mode in system 2 can form not only simple pattern (such as simple hexagon and quadrilateral and stripe pattern), but also complex pattern due to the resonance coupling between the two Turing modes (such as honeycomb hexagon and super hexagon and complex black-eye pattern), and the transformation process of pattern from quadrilateral to superlattice pattern is observed for the first time under the specific parameters. When nonlinear coupling coefficient is more than 0.1, the simple patterns such as simple hexagon and stripe pattern are obtained only in system 1, because there is no resonance coupling between the two Turing modes in system 1.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876