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非线性化学,即利用非线性科学理论和方法研究在远离平衡态条件下,由于非线性化学过程的作用,宏观体系中“自组织”所形成的各类非线性动力学行为的特征、机理及其相互转变的规律。它研究分子层次以上的化学运动的科学,其中包括化学多重定态、化学振荡、化学混沌、空间有序现象(Turing斑图)、时空有序结构(化学波)和时空混沌等。非线性化学作为一门新兴的交叉学科已成为化学科学中的一个新的生长点,存在着广阔的应用前景。 一般来说,噪声又可称为“涨落”或“随机力”。通常,人们认为噪声总是起着消极的破坏作用,但近年来的大量研究表明,在非线性条件下,噪声往往起着与人们直觉相反的作用,它能对体系的演化起着关键性的作用,本论文的研究内容主要是噪声的以下两种作用:(1)改变体系的分岔特性,从而诱导出新的时空有序结构,例如,噪声可以诱导出振荡;(2)当噪声和信号同时作用于非线性体系时,由于三者的协同效应,可使体系输出信号的信噪比随着输入噪声的强度的增强而呈现出极大值的现象,即随机共振,本论文主要研究了随机共振中的内信号随机共振(ISSR),即对体系没有施加外信号的情况。内信号随机共振又分为隐性内信号随机:共振和显性内信号随机共振,前者体系中的内信号来自噪声诱导产生的相干振荡,此相干振荡隐藏在原体系中,不能由体系自发产生,必须在外加噪声的协助下才能显现出来;而后者体系的内信号源于体系的固有的周期振荡,其存在不依赖于外加噪声。 本论文共分四章: 第一章概述了非线性体系中噪声在电化学振荡以及随机共振中的作用,综述了电化学振荡的特点以及它在实验和理论方面的研究进展,介绍了随机共振的原理、表征手段以及其研究进展。 第二章采用了Naito等人提出的电化学氧化甲酸的反应模型,首先对其电化学振荡行为进行了模拟,其次对体系无自身振荡信号时噪声诱导的振荡以及隐性随机共振进行了模拟研究。在这个模型中,以外加电流作为控制参数,对其施加高斯白噪声进行扰动,结果表明噪声可以使原本处于稳态的体系发生振荡但未发现随机共振现象。 第三章采用了Genesio提出的动力学模型,主要研究了体系中所存在的内信号和环境噪声之间的协作效应。体系处在周期-2振荡态时,体系中存在两个内信号,而且表现为强