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耦合可激发介质中螺旋波的控制研究

周振玮 陈醒基 田涛涛 唐国宁

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耦合可激发介质中螺旋波的控制研究

周振玮, 陈醒基, 田涛涛, 唐国宁

Study on the control of spiral waves in coupled excitable media

Zhou Zhen-Wei, Chen Xing-Ji, Tian Tao-Tao, Tang Guo-Ning
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  • 采用Bär模型研究了三层耦合可激发介质中螺旋波的控制. 相邻层之间采用双向耦合. 利用加在第二层介质上的局域周期信号产生的平面波来消除螺旋波. 数值模拟表明: 只有当三层介质的耦合满足一定条件才可能实现螺旋波的控制, 可以通过耦合互补方式实现螺旋波的控制; 平面波与低频螺旋波的相互作用可以产生高频螺旋波, 导致螺旋波不能被消除; 存在优化的驱动宽度, 过大或过小的驱动宽度需要增加第一、三层介质的耦合强度. 观察到控制结果依赖控制时机的现象. 研究结果可用于植入式心脏除颤器的设计.
    The control of spiral waves in three-layer coupled excitable media is studied by using the Bär model. The bidirectional coupling between adjacent layers is adopted. We use planar waves generated by a local periodic signal added to the second layer to eliminate spiral waves in the media. The numerical results show that when the couplings among three layer media meet some conditions the spiral waves in the media can be controlled. The control of spiral waves may be achieved by using the complementary coupling strategy. The interaction between planar wave and low-frequency spiral wave can produce high-frequency spiral wave, leading to failure to eliminate spiral waves. There exists an optimal drive width. Both larger and smaller drive width may need larger coupling strength between the first and third layers. The control results depending on the control opportunity are observed. We hope that this study will contribute to the design of the implantable cardioverter defibrillator.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11165004)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11165004).
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-04-03
  • 修回日期:  2012-05-23
  • 刊出日期:  2012-11-05

耦合可激发介质中螺旋波的控制研究

  • 1. 广西师范大学物理科学与技术学院, 桂林 541004
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11165004)资助的课题.

摘要: 采用Bär模型研究了三层耦合可激发介质中螺旋波的控制. 相邻层之间采用双向耦合. 利用加在第二层介质上的局域周期信号产生的平面波来消除螺旋波. 数值模拟表明: 只有当三层介质的耦合满足一定条件才可能实现螺旋波的控制, 可以通过耦合互补方式实现螺旋波的控制; 平面波与低频螺旋波的相互作用可以产生高频螺旋波, 导致螺旋波不能被消除; 存在优化的驱动宽度, 过大或过小的驱动宽度需要增加第一、三层介质的耦合强度. 观察到控制结果依赖控制时机的现象. 研究结果可用于植入式心脏除颤器的设计.

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