扩散和时滞影响下病毒感染模型的Turing不稳定性和Hopf分岔

考虑反应扩散和时滞因素,研究了病毒感染模型的Turing不稳定性和Hopf分岔.首先,给出无时滞情形下的Turing不稳定条件;其次,选择时滞为分岔参数,得到Hopf分岔的判据,同时给出分岔阈值的解析表达;最后,通过数值模拟仿真验证了理论结果的正确性.

延迟反馈对Turing和Hopf分岔转换的控制

研究了一类反应扩散方程在延迟反馈控制下的时空不稳定性.将延迟视为扰动,分析了延迟对余维-2 Turing-Hopf相空间附近的Turing和Hopf不稳定性的影响.延迟显著地改变了振荡频率、本征波矢量以及Turing和Hopf模态的强度.可见适当的延迟可以控制Turing斑图和Hopf斑图之间的转换.结果表明,单个反馈或双反馈都可以实现Turing斑图与Hopf斑图之间转换的控制,从而说明了延迟反馈对控制余维-2 Turing-Hopf相空间附近的斑图形成方面的有效性.

Bifurcation and Turing Pattern Formation in a Diffusion Modified Leslie-Gower Predator-Prey Model with Crowley-Martin Functional Response

In this paper, we study a modified Leslie-Gower predator-prey model with Smith growth subject to homogeneous Neumann boundary condition, in which the functional response is the Crowley-Martin functional response term. Firstly, for ODE model, the local stability of equilibrium point is given. And by using bifurcation theory and selecting suitable bifurcation parameters, we find many kinds of bifurcation phenomena, including Transcritical bifurcation and Hopf bifurcation. For the reaction-diffusion model, we find that Turing instability occurs. Besides, it is proved that Hopf bifurcation exists in the model. Finally, numerical simulations are presented to verify and illustrate the theoretical results.

时滞控制神经网络的稳定性和Turing斑图结构

本文讨论了一类时滞反应扩散神经网络模型.利用时滞来控制系统的稳定性、分岔和Turing斑图.研究结果表明,在一定条件下,时滞不仅能影响系统的稳定性和周期震荡性,还能影响系统的Turing不稳定性.数值模拟验证了理论分析的正确性,同时还说明了时滞能改变斑图的结构.

Selkov模型不同扩散和流速下非Turing不稳定化学反应机制

建立了Selkov模型中间反应物具有不同扩散和不同流速条件下的反应 扩散 流动方程 ,理论分析了非Turing不稳定形成的条件 ,求得其参数区间 ,对Andresen的结论作了拓展 .研究还发现 ,在振荡Hopf区域之外 ,静止波动 (空间周期结构FDS)仍然可以存在 .因而 ,此结构存在的参数空间大于Andresen的结果 .同时 ,还将此种不稳定参数区间与Turing不稳定和差速流动引起不稳定 (DIFI)的结果进行了比较 ,结果发现静态FDS值总是处于DIFI临界曲线相应的最小值之上 ,这表明动力学机制是由DIFI不稳定造成的 。

基于比率依赖的Leslie捕食扩散模型的Turing不稳定性

针对一类带有比率依赖的HollingⅡ型功能反应的Leslie捕食模型的扩散问题进行研究.首先得到无扩散时正平衡点的稳定条件,讨论在正平衡点附近Hopf分支的存在性和稳定性;其次,讨论了扩散存在时对正平衡点稳定性产生的影响;最后给出数值模拟验证.

一类带负交叉扩散项二维系统的空间Turing斑图

考虑一类带负交叉扩散项二维系统的Turing斑图生成及其选择问题.先利用稳定性理论和Hopf分支理论得到Turing斑图的存在区域,再利用多重尺度分析法推导系统的振幅方程,并给出Turing斑图的选择结果.最后考虑一个具有比率依赖的Holling-Tanner捕食模型生态系统,利用MATLAB软件对该模型的斑图生成及选择结果进行数值模拟,得到了包括点状、条状以及二者共存等不同类型的Turing斑图.

一类具有Hlling-Ⅲ型捕食模型的Turing不稳定现象

对建立在生态学基础上的一类具有Hlling-Ⅲ型功能性响应函数的捕食常微分模型及其对应的偏微分模型,用线性化结合谱分析给出了常微分系统稳定的条件,在此基础上给出偏微分系统不稳定的条件,从而得到Turing不稳定现象.

具有饱和效应的任意阶自催化反应扩散模型的Turing不稳定性和Hopf分支

利用Hopf分支理论,研究一类具有饱和效应的任意阶自催化反应扩散模型.首先,对常微分系统给出正平衡点的稳定性,且以a为分支参数给出Hopf分支的存在性及稳定性;其次,对扩散系统建立由扩散引起的Turing不稳定性,同时给出Hopf分支的存在性;最后,用数值模拟实例验证理论分析结果的正确性.

一类二重饱和可逆生化反应扩散模型的Hopf分支和Turing不稳定性

在齐次Neumann边界条件下研究一类具有二重饱和度的四分子可逆生化反应模型,以可逆反应率为参数,利用规范型理论和中心流形定理分别给出常微分系统和扩散系统Hopf分支的存在性、方向及其稳定性,并细致研究了扩散系数对系统稳定性的影响。结果表明,当可逆反应率较小时,正平衡点不稳定;当可逆反应率较大时,正平衡点稳定;当可逆反应率介于某一范围内时,扩散系数会对系统的稳定性产生较大影响。此时,当催化剂的扩散系数较小时,系统会产生Turing不稳定性。最后,选取满足定理条件的参数,通过数值模拟验证了所得结论。

一类具比率依赖HollingⅢ型Leslie捕食系统的Turing不稳定性

研究一类基于比例依赖具有HollingⅢ型功能反应函数的Leslie捕食系统.首先给出常微分系统正平衡解的稳定条件;其次讨论自扩散和交错扩散对系统正平衡解稳定性的影响,并给出发生Turing不稳定的条件;最后利用Matlab软件给出了相应的数值模拟结果.

一类竞争型捕食者-食饵交错扩散模型的Turing不稳定性

研究一个带有食饵保护的竞争型捕食者-食饵交错扩散模型.首先讨论弱耦合反应扩散系统正常数平衡解的局部和全局渐近稳定性;其次分析交错扩散系数对正常数平衡解稳定性的影响,证明当交错扩散系数充分大时会产生Turing不稳定现象.

铂电极BZ反应系双电层稀疏区中的Turing结构

将扩散流作为场函数,考虑φ电势的空间分布,建立了铂电极BZ反应系在双电层稀疏区的动力学演化机制,确立了纳入稀疏区φ电势效应的反应-扩散型演化方程.采用Boltzmann分布近似,解决了演化方程中含φ电势的流项的线性化问题;导出了可在算法上实现的三变量体系线性化算子本征值的解析形式.分别以静态铂电极BZ反应系双电层稀疏区和对应的纯粹BZ反应系作为参考模型系,分析了经空间对称性破缺产生Turing结构的参数范围.数值模拟发现,φ电场的存在使铂电极BZ反应系的输运过程在静态双电层稀疏区趋于电化学平衡时,在对应的纯粹BZ反应体系中可呈现的Turing结构已趋于消失;而在电流强度不太大的恒流不可逆铂电极BZ反应体系双电层稀疏区中,鲜明稳定的Turing结构又重新出现在原参数区间内.同时,在静态双电层稀疏区不出现Turing结构的参数范围内也可找到类似的恒流稳定空间结构.

金属胶束催化体系中经Turing分支形成的空间有序结构与催化活性

基于金属胶束催化反应的三元复合物动力学模型,分析了金属胶束作为一类特殊的超分子体系,其参与催化反应的特殊动力学行为与体系中可能出现的自组织结构的关系.研究结果表明,在一定的边界条件下,即使基元反应是线性化学反应步骤,由于扩散步骤与化学反应的耦合,以及非理想性的组分热力学行为,也将不可避免地出现经Turing分支形成的浓度场空间自组织.计算结果表明,这种宏观有序结构的形成将使金属胶束催化体系中呈现出以存在反应活性极高的位点为特征的反应活性的空间有序分布;从自组织理论的角度对这类胶束体系催化活性的时空有序特征给予一定程度的阐释.

格子Boltzmann介质中的Turing斑图

给出一种人工介质——格子 Boltzmann介质的物理描述 .通过对格子 Boltzmann介质中参数的选择 ,建立该介质中粒子运动演化方程 ,进而得到宏观上的扩散反应系统 .作为算例 ,给出两种典型的

瑞敏系列和TURE TEST系列斑贴试剂检测结果比较

目的分析瑞敏系列(R)和TURE TEST系列(T)斑贴试剂检测结果及一致性。方法分别用这两个系列斑贴试剂检测196例慢性湿疹和接触性皮炎患者,对其检测结果进行比较。结果瑞敏系列和TURE TEST系列斑贴试剂对各变应原检测阳性率不完全相同,它们检测常见变应原种类均与国内已有报道类似;两个系列中相同的16种变应原的检测反应强度一致性较好,检测的阳性率差异无统计学意义(P>0.05)。结论两个系列斑贴试剂的一致性较好,临床上可根据患者情况选择应用。

交错扩散对于Turing不稳定现象的影响

对建立在生态学基础上的一类具有Hlling-Ⅲ型功能性响应函数的捕食常微分模型及其对应的偏微分模型进行研究,发现交错扩散可以把不稳定的只具有自扩散的偏微分方程组变成稳定的偏微分系统,也可以把稳定的变成不稳定的系统.

耦合诱导Turing斑图的形成(英文)

通过数值模拟的方法研究了耦合的CDIMA反应模型。结果显示:处于不能形成图林斑图区域的系统与另一个处于图林斑图区域的系统进行耦合,两系统都能形成图林斑图。

一类三种群捕食者-食饵模型中交错扩散导致的Turing不稳定

本文研究一类具有种内竞争的三种群捕食者-食饵模型的强耦合交错扩散系统,发现当捕食者对食饵的捕获水平高于食饵的种内竞争水平时,捕食者的大的交错扩散系数能够导致Turing不稳定.

Lengyel-Epstein反应扩散系统的稳定性和Turing不稳定性

考虑R^n(n≥1)中具有光滑边界的有界区域上具有齐次Neumann边界条件和Lengyel-Epstein反应格式的反应扩散模型,并分析常数稳态解的稳定性和Turing不稳定性,最后通过数值模拟验证理论预测的正确性.