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可激发系统中螺旋波的特性研究(2)

时间:2021-10-21 21:26来源:毕业论文
波斑图有两种典型的波,一种是靶波,一种是螺旋波。靶波是从其的中心点以一定的周期向外传播,即起搏器产生的一系列的同心环波所组成的,形状像是

   

 波斑图有两种典型的波,一种是靶波,一种是螺旋波。靶波是从其的中心点以一定的周期向外传播,即“起搏器”产生的一系列的同心环波所组成的,形状像是射击场上的靶,因而得名为靶波。它是在Belousov-Zhabotinsky(bz) 化学反应中发现的第一个波斑图。后面在CO在Pt的表面氧化等化学反应中也有发现。在生物系统中,例如心脏系统中正常心电信号的传播就类似于靶波的形式,还有变形虫集聚的过程中也会出现靶波斑图。

螺旋波是一种典型的自组织波斑图,也是非平衡系统中最常见一种斑图。从流体中的瑞利-贝纳德对流到黏性霉菌系统中自组织波,蛙类卵细胞,神经元,从化学反应系统中的化学波到心肌细胞中心的电信号有他的踪影。螺旋波的端点是个拓扑缺陷,能够自激产生,这也是不同靶波的不同之处。在不同反应的扩散系统中,可以观察不同的螺旋波。一般可分为反螺旋波,超螺旋波,多臂螺旋波,分段螺旋波等。

反螺旋波的传播方向是向内的,随着时间的变化,螺旋波的波前向着各自的中心靠近,在CGLE数据模拟中可以观察到。超螺旋波是双螺旋波的结构,漫游的螺旋波因为径向调制,导致出现第二个螺旋波,与简单系统的螺旋波发生叠加。多臂螺旋波是个具有相同的螺旋波特性漩涡的稳定的螺旋波体系。分段螺旋波和别的螺旋波不同,它的波臂并不是连续光滑的,而是不连续的。

1。2 研究螺旋波的意义及其发展进程

在非平衡的斑图中,螺旋波是最常见的一种斑图波,它在振荡的系统,激发系统,双稳系统中都可以观察到。研究表明,螺旋波及其破碎在实际系统中是有害的[2]。

大家都知道心脏是我们身体血液循环的中心,提供氧和营养物质,带走人体生理活动产生的废物,以维持机体的正常的生命活动。心脏是一个电学系统,电信号和钙离子浓度耦合,钙离子的浓度刺激心肌细胞,从而使其收缩或舒张,实现了心脏有节律的泵血功能。因此心脏对人体生命活动起着不可代替的作用。今年,全球的心脏病的发病率在逐年递增。在众多的心脏病的案例中,其中表现最多的是心律不齐,因为心律不齐的患者发现最危险的情况是心动过速,纤维颤动两种情况,纤维颤动可分为两类,一是心房颤动,二是心室颤动。心房颤动持续的时间短,对于生命的威胁不大。心室颤动比心房颤动来的迅速,剧烈,如果患者发病时,没有得到及时的处理,经常导致猝死,它是最严重和危险的快速的恶性心律失常之一。所以我们加强对心室颤动机制的认识,采取有效的措施,治疗和控制方法,以减少心室颤动带来的危害。

科学家针对心脏组织作了许多的实验,实验表明:心脏纤维颤动与螺旋波相关,心脏中的电信号产生螺旋波对应的心动过速。进一步的实验结果显示,诱发和维持心室颤动的原因是螺旋波的稳定状态,所以寻找螺旋波的稳定降低,发生破裂的原因为医学上的研究的热点。螺旋波的特性研究对寻找心脏疾病的预防和控制方法有重要的意义。

目前,我们对螺旋波的研究主要采取三种方法,首先是实验研究。BZ 反应,CO 在Pt(110)表面的吸附氧化反应是螺旋波研究的两个重要的实验,第二种是理论分析,利用已有的知识理论和数学方法,对螺旋波进行定量的分析,找出描述螺旋波运动方程。但是螺旋波是研究是非线性领域,产生螺旋波的是非线性的扩散方程,数据比较复杂,理论分析比较的吃力。第三种是数值模拟,数值模拟随着计算机的高速发展诞生新兴的物理研究的方法,可以计算机模拟一些特殊的实验环境,打破自然条件的限制。 可激发系统中螺旋波的特性研究(2):http://www.youerw.com/wuli/lunwen_83303.html

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