藏本模型
目录
藏本模型
藏本模型,是一种用于描述同步的数学模型。 更具体地说,它是一组大型耦合振荡器行为的模型。 它的制定受到化学和生物振荡器系统行为的启发,并在神经科学和振荡火焰动力学等领域得到广泛应用。 当一些物理系统(即约瑟夫森结耦合阵列)的行为遵循他的模型时,仓本感到非常惊讶。
该模型做出了几个假设,包括存在弱耦合、振荡器相同或几乎相同,以及相互作用正弦依赖于每对物体之间的相位差。
定义
在藏本模型的最流行版本中,每个振荡器都被认为有自己的固有固有频率 ω i {displaystyle omega _{i}} ,并且每个振荡器都与所有其他振荡器同等耦合。 令人惊讶的是,这个完全非线性模型可以在无限振荡器的极限下精确求解,N→∞; 或者,使用自洽参数可以获得阶数参数的稳态解。
该模型最流行的形式具有以下控制方程:
其中系统由 N 个极限环振荡器组成,具有相位 θ i {displaystyle theta _{i}} 和耦合常数 K。
噪声可以添加到系统中。 在这种情况下,原来的等式改为
其中 ζ i {displaystyle zeta _{i}} 是波动和时间的函数。 其中 D {displaystyle D} 表示噪声强度。
转换
允许精确求解该模型(至少在 N → ∞ 极限)的变换如下:
这里 r 表示振荡器总体的相位相干性,而 ψ 表示平均相位。 将这个方程与 e − i θ i {displaystyle e{-itheta _{i}}} 相乘并只考虑虚部得到
因此振荡器的方程不再显式耦合; 相反,顺序参数控制行为。 通常会进行进一步的转换,转换为旋转坐标系,其中所有振荡器的相位统计平均值为零(即 ψ = 0 {displaystyle psi =0} )。
大N限制
现在考虑 N 趋于无穷大的情况。 将固有固有频率的分布视为 g(ω)(假设归一化)。
其中 v 是振荡器的漂移速度,通过在变换后的控制方程中取无限 N 极限给出
最后,我们必须重写连续统(无限 N)极限的阶参数的定义。 θ i {displaystyle theta _{i}} 必须用它的整体平均值代替(在所有 ω {displaystyle omega } 上)并且总和必须用积分代替