海洋藻类凝聚分形生长的定区域控制

According to our study about nonlinear dynamical system, .we find that the aggregation growth of algae in finite time is a classical two-dimension nonlinear dynamical behavior. Moreover, the diffusion and aggregation process of algae reflect fractal behavior like chaos and bifurcation which are classical in nonlinear dynamical system. So, the aggregation of algae is the .same with the butterfly effect of chaos...In this project, we present the nonlinear dynamical system of algae using . two-dimension nonlinear diffusion distributed equation. The dynamical characteristic and qualitative theory of algae for diffusion and aggregation are solved.In addition, we obtain the quantitative discipline for controlling the diffusion and aggregation of algae and establish the control method of directed growth for diffusion and aggregation of algae. Based on these methods, we can set up theoretical basis for controlling the real growth of algae effectively in engineer...Besides, this project provides basis for solving the effect of algae growth .on ecological safety and for prognosising and improving the offshore ecological environment, which is the firm foundation for prognosiing and controlling the marine ecological environment.

我们在非线性动力系统的研究中欣慰的发现，海洋藻类在一定时期内的凝聚生长是一种典型的二维非线性动力行为，并且其扩散与凝聚过程也是非线性复动力系统的分形结构，而这种分形现象，如同混沌，分岔等非线性动力系统的特征一样，同样是非线性系统的经典内容，因此海藻的凝聚，骤起是似于混沌中的蝴蝶效应的具体反映。.在该项目中，充分利用了二维非线性扩散分布参数方程，建立海藻的非线性动力系统；解决海藻扩散与凝聚的动力特征和定性理论，给出控制海藻扩散凝聚的数量规律，建立定区域制约海藻扩散与凝聚的控制方法，从而为科学合理，能控的制定确实可行，可操作的工程上的具体措施创建可靠地理论依据，使得具有非线性蝴蝶效应生长的海藻得到有效控制。. 另外，该项目也从非线性理论的角度为解决近海领域，海藻生长演变及其对生态安全影响，和为近海生态环境的预测，改善提供科学的依据；为有效预测和控制海洋生态环境建立坚实的理论基础。

藻类的生长过程满足非线性微分动力系统，项目通过研究非线性系统的动力特征得到海藻扩散增长的内在分形规律，实现对其扩散区域的控制。除此之外。海藻的繁殖过程也体现了分形自相似的特征，因此拓展深化了不同维度的分数阶系统以及非线性不确定系统的分形结论和同步问题，研究了Julia集和 Mandelbrot集这两个经典分形集合所凝聚的分形理论核心问题，在海藻的分形研究中解释海藻繁衍的诸多非线性信息，找到海藻扩散生长的规律。. 对于海藻分形的控制，我们集中关注海藻的定方位、定区域控制，通过参考控制、反馈控制、梯度控制自适应控制、随机控制以及广义同步等控制方法，解决海藻扩散生长的定区域控制问题。海藻的生长过程受到许多因素的影响，这些因素所产生的影响往往是巨大的，对于初值具有敏感的依赖性，所以将这些因素的影响量化成数学因素，定量地得到对海藻分形生长的干预结果，而后加以利用，实现对海藻的定区域控制。. 本项目结合复系统的分形特性研究以及控制理论方法和同步的相关内容，研究分析了藻类分形生长的规律和藻类定区域生长控制方法的实现。