参数变化速率对关键转变的预警信号的影响
摘要：控制参数变化时，许多动力系统会出现突变或临界转折。在参数连续变化的情况下，控制参数的变化速率对于早期预警信号（EWS）的性能起到了重要影响。我们研究了控制参数有限速率变化对一个显示亚临界Hopf分叉的热声系统（水平Rijke管）中临界转折的早期预警信号性能所产生的影响。人们对于开发实际系统中的临界转折的早期预警信号有越来越大的兴趣。首先，我们探索了基于临界减速和分形特征的早期预警信号的有效性。通过这项研究，我们发现滞后-1自相关（AC）和Hurst指数H是很好的预测转折点之前的指标。使用AC和H获得的预警时间，随着控制参数变化速率的增加而减少，呈现逆幂律关系。因此，在非常快速的变化速率下，预警时间可能过短无法采取任何控制行动。此外，我们观察到在这种动态Hopf分叉中，AC与波动方差之间存在超指数关系。我们建立了一个噪声Hopf分叉的理论模型，在该模型中，控制参数以不同的速率连续变化，以研究参数变化速率对EWS的影响。在模型中也观察到类似的结果，包括超指数关系。
作者：Induja Pavithran, R. I. Sujith
论文ID：2101.11811
分类：Pattern Formation and Solitons
分类简称：nlin.PS
提交时间：2021-01-29