Dynamical effects of noise on nonlinear systems
Gürültünün doğrusal olmayan sistemler üzerindeki etkileri
- Tez No: 374351
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. GIOVANNI VOLPE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyofizik, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Biophysics, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Raslantısallık ve dogrusal olmayan dinamikler dogada gerceklesmekte olan bircok olayın ozunu teskil etmektedir. Bu anlamda, doga olaylarını tasvir etme ve olası sonuclarını ongorme noktasında bu iki olguyu daha iyi ve kapsamlı bir bicimde anlamak onem arz etmekte. Bilimsel temele iliskin ilginin yanı sıra, bu anlama cabası enerjinin hassas ve dikkatli kullanımını gerektiren cesitli uygulamalar icin kullanıslıdır. Ozellikle yakın zamanda mikro- ve nano-teknoloji alanında yasanan gelismeler, bu boyutlarda sisteme zarar vermeden kuvvet uygulamak goreli olarak zor oldugundan, arka plandaki gurultuyu enerji kaynagı olarak kullanmayı gerekli kılmıstır. Bu calısmanın esas amacı gurultunun dogrusal olmayan dinamikler uzerindeki etkisini arastırmak. Bu calısmada gurultu, dogrusal olmama ve denge dısı olma durumlarının birbiriyle etkilesimi, sistemin dinamiklerini ongorulebilir ve ayarlanabilir bir sekilde butunuyle degistirebilecek sonlu bir suruklenmeye yol acabilecegini gosteriyoruz. Gurultu kaynaklı suruklenme 2 boyutlu dogrusal olmayan bir sistemin faz uzayını sabit noktayı sonlu bir miktar kaydırmak suretiyle degistirdiginden, sistemin zaman icerisindeki davranısında dramatik degisimlere sebebiyet verebilir. Bu degisimleri ekoloji, yumusak madde ve istatistiksel fizikten uyarladıgımız cesitli cok boyutlu modellerde go ̈steriyoruz. Aynı kaynak icin mucadele etmekte olan iki turu iceren 2 boyutlu ekolojik bir model dahilinde, sistemin gurultu suruklenmeye baglı olarak, turlerin bir arada yasadıgı ve yok oldugu durumlar arasında getirilmis Brown parcacıkları icinse, gurultu kaynaklı suruklenmenin olasılık dagılımını belirli geometrilerde kaydırdıgını, bunun Feynman carkları yapısında mikroparcacık ayrıstırıcı yapmada kullanılabilecegini gosteriyoruz. Bir araya getirilmis mikroyuzuculer icinse hapsedilme uzunluguna baglı anomal difuzyon go ̈zlemledigimizi rapor ediyoruz.
Özet (Çeviri)
Randomness and nonlinear dynamics consitute the most essential part of many events in nature. Therefore, a better and comprehensive understanding of them is a crucial step in describing natural phenomena as well as the prospect of pre- dicting their future outcome. Besides the interest from a fundamental point of view, it is also useful in a wide variety of applications requiring delicate and care- ful use of energy. Especially recent advances in micro- and nano-scale technology requires harnessing the underlying noise itself as it is relatively hard to exert forces without damaging the system at that scale. The main aim of this work is to study the effects of noise on nonlinear dynamics. We show that the interplay between noise, nonlinearity and nonequilibrium conditions leads to a finite drift with the potential to change the dynamics of the system completely in a predictable and tunable fashion. We report that the noise-induced drift disrupts the phase space of a 2-D nonlinear system by shifting the fixed point by a finite amount which may result in dramatic alterations over the temporal behavior of the system. We track such alterations to several multi-dimensional model systems from ecology, soft matter and statistical physics. In a 2-D ecological model describing two species competing for the same resource, it is found that the sys- tem switches between coexistence and extinction states depending on the shift due to the noise-induced drift whereas for an aggregate of Brownian particles, it is shown that noise-induced drift selectively shifts the probability distribution in certain geometries which can be used in the realization of a microparticle sorter in the mould of Feynman ratchets. In the case of the aggregate consisting of microswimmers, tunable anomalous diffusion depending on the confinement length is reported.
Benzer Tezler
- Akım serilerinin kaotik analizi karadeniz havzası uzerine bir uygulama
Chaotic analysis of river discharge time series a case study on black sea river basins
ASLIHAN ALBOSTAN
Doktora
Türkçe
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİHRAT ÖNÖZ
- Kaos analizi: Bir finansal sektör uygulaması
Başlık çevirisi yok
CAFER ERCAN BOZDAĞ
Doktora
Türkçe
1998
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET HALUK ERKUT
- Gemi manevra modeli ve sapma açısının kontrolü
Ship manoeuver model and heading angle control
ABDULLAH TÜYSÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN
- Sincap kafesli asenkron makinanın kayma kipli vektör kontrolü
Başlık çevirisi yok
RENAN MERT ÖZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. İBRAHİM EKSİN
- Sabit mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar türbin sistemlerinin kaotik analizi ve senkronizasyonu
Chaotic analysis and synchronization in permanent magnet synchron generator of wind turbine systems
ABDALLAH MOUSSA YAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ UYAROĞLU