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Belousov-Zhabotinsky反应斑图形成的图灵不稳定分析 被引量:2
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作者 戴金东 艾佳莉 孙巍 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期183-188,共6页
基于经典的Tyson模型,对Belousov-Zhabotinsky(BZ)反应进行了图灵不稳定分析,得到了使BZ反应产生图灵斑图的数学条件,并对计算结果进行了数值模拟验证。在分析过程中,利用傅里叶展开法将偏微分方程转化为若干常微分方程的和,通过Routh-H... 基于经典的Tyson模型,对Belousov-Zhabotinsky(BZ)反应进行了图灵不稳定分析,得到了使BZ反应产生图灵斑图的数学条件,并对计算结果进行了数值模拟验证。在分析过程中,利用傅里叶展开法将偏微分方程转化为若干常微分方程的和,通过Routh-Hurwitz判据来判断系统平衡解的稳定性,以得到系统在不考虑扩散项时保持稳定、考虑扩散项时不稳定的参数范围,即产生图灵不稳定的参数范围。在数值模拟过程中,采用有限差分法,将连续区域和近似函数分别替换为离散区域和离散函数,对BZ反应空间演化进行了模拟。所采用的方法与研究结果为包括生物系统在内的非线性系统的研究提供了参考。 展开更多
关键词 BZ反应 图灵不稳定 图灵斑图 偏微分方程 数值模拟
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一类具有产毒浮游植物的交叉扩散浮游生物模型的图灵斑图
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作者 刘婷婷 彭亚红 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第2期333-340,共8页
针对浮游生物生态系统中交叉扩散对该系统动力学行为的影响,采用线性化及微分方程定性理论的方法研究了系统正平衡点的稳定性及图灵不稳定性发生的条件。研究结果表明交叉扩散是导致图灵斑图产生的重要因素。数值模拟也验证了理论结果。
关键词 交叉扩散 图灵不稳定 浮游生物模型
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两类具有空间扩散的SIR传染病模型的斑图形成(英文) 被引量:5
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作者 杜艳可 徐瑞 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期454-462,共9页
空间传染病模型可用于估计空间斑图的形成及传染病的传播速率,因此能更精确地描述传染病的传播过程.在自然界中,考虑到易感者有能力识别感染者群体并有远离他们的趋势,我们研究了两类具有自我扩散和交叉扩散的SIR传染病模型的空间斑图形... 空间传染病模型可用于估计空间斑图的形成及传染病的传播速率,因此能更精确地描述传染病的传播过程.在自然界中,考虑到易感者有能力识别感染者群体并有远离他们的趋势,我们研究了两类具有自我扩散和交叉扩散的SIR传染病模型的空间斑图形成.通过在正平衡态处将模型线性化,分析相应的特征方程,得到了系统出现图灵不稳定的充分条件.数值模拟表明模型会出现点状斑图和条状-点状斑图.研究结果丰富了传染病动力学模型中的斑图形成,并可用于预测传染病在空间中的传播过程,为传染病的预防和控制的科学决策提供了理论依据. 展开更多
关键词 斑图形成 SIR传染病模型 图灵不稳定 空间扩散
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一类传染病模型的Turing失稳研究
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作者 宋礼 靳祯 孙桂全 《中北大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2011年第6期666-670,共5页
为了很好地控制传染病在人类的传播,研究了一类具有非线性传染率βS1/2I1/2的空间传染病模型的Turing失稳.通过对ODE模型进行了详细的Hopf分支分析,算出第一Lyapunov系数,得到此Hopf分支是亚临界分支.对于空间模型,给出了精确Turing失... 为了很好地控制传染病在人类的传播,研究了一类具有非线性传染率βS1/2I1/2的空间传染病模型的Turing失稳.通过对ODE模型进行了详细的Hopf分支分析,算出第一Lyapunov系数,得到此Hopf分支是亚临界分支.对于空间模型,给出了精确Turing失稳的参数条件,并给出了相应的数值模拟,得到了条状和点状共存的斑图.理论分析和数值模拟表明,利用反应扩散方程建模是揭示空间动力学复杂性机理的一个有效工具,也为控制疾病的传播提供了有力的理论依据. 展开更多
关键词 非线性传染率 同宿解 HOPF分支 图灵不稳定
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