Geri Dön

Dynamical effects of noise on nonlinear systems

Gürültünün doğrusal olmayan sistemler üzerindeki etkileri

  1. Tez No: 374351
  2. Yazar: ÖZER DUMAN
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. GIOVANNI VOLPE
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyofizik, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Biophysics, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    Türkçe

    2015

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BİHRAT ÖNÖZ

  2. Kaos analizi: Bir finansal sektör uygulaması

    Başlık çevirisi yok

    CAFER ERCAN BOZDAĞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET HALUK ERKUT

  3. Gemi manevra modeli ve sapma açısının kontrolü

    Ship manoeuver model and heading angle control

    ABDULLAH TÜYSÜZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN

  4. 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

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YILMAZ UYAROĞLU