基于Monod方程建立的BOD动力学模型研究

以Monod方程为基础,建立了生化需氧量BOD的—Monod-BOD模型,同时采用差压法测定了生活污水的BOD5。建立的模型与测定的城市污水的BOD5的数据回归分析拟合情况较好,通过与一级动力学模型的残差平方、模型的选用标准(MSC)和相关指数对比结果表明,在描述城市生活污水BOD的降解过程中,Monod-BOD模型均要优于传统一级动力学,所建模型可以用于生活污水中有机物降解过程的描述。

具有防御能力的Leslie-Gower捕食食饵模型的平衡态正解分析

在Leslie-Gower捕食食饵模型中引入Monod-Haldane功能反应函数,研究齐次Dirichlet边界下食饵的防御能力对捕食系统平衡态正解的影响。利用极大值原理、上下解方法、分歧理论和稳定性理论等建立了平衡态正解的先验估计、存在的充要条件和局部稳定条件。结合数值模拟对平衡态正解进行定量分析。研究结果表明,只要食饵和捕食者的内禀生长率大于某个常数,就可产生共存模式。同时食饵防御能力会对捕食者产生抑制效应。特别地,当食饵具有较高生长率时,食饵抵御捕食者的能力更强。

具有Monod-Haldane型功能性反应扩散捕食模型的分析与数值模拟

本文建立了具有Monod-Haldane型功能性反应扩散捕食模型,讨论了模型正平衡点局部稳定和全局稳定的充分条件,对解的性质进行了分析,并给出了模型的数值解及稳定性的数值模拟.

具有防御能力的Variable-Territory捕食模型平衡态正解分析

目的 在Dirichlet边界条件下,首次研究食饵具有防御能力的Variable-Territory捕食模型平衡态正解性质。方法 利用反应扩散方程理论进行定性研究,利用数值模拟进行定量分析。结果 建立了平衡态正解的先验估计和存在的必要条件,得到了分歧解的全局结构和局部稳定性,分析了某些参数的变化对平衡态正解的影响。结论 适当大的食饵与捕食者生长率可使得它们共存。同时,食饵防御能力可以抵御捕食者,且防御能力与食饵生长率呈正相关。

汉江水华水文因素作用机理——基于藻类生长动力学的研究

在相关文献的基础上总结影响汉江水华的水文因素包括流量、流速和水面比降,根据河流动力学理论,讨论了它们之间的内在联系。在此基础上,从生物生长动力学的角度,将连续流反应器原理应用于汉江水华现象,提出了汉江连续流生物反应器模型,并根据Monod方程分析,认为汉江中的藻类浓度与水流速度应成指数关系。由此,建立了汉江藻类浓度与水流速度关系数学模型a=mexp(k/ν)。利用汉江1992年至2000年实测资料,通过回归分析进一步确定了汉江的藻类浓度与水流速度函数关系中的常数m=8.9759、k=0.9054,相关系数r=0.9244。最后,对流速、流量和长江水位对汉江水华的作用机理进行了分析,揭示了水文因素影响汉江水华的作用机理。

竞争模型下连续发酵的最优控制问题

发酵法生产合生元的工业过程中,通过培养曲霉与酵母菌两个微生物,使其代谢产物达到最大值.本文将底物的补充速度看作是一个控制变量的控制函数,底物流出速度看做另一个控制变量的控制函数,在原monod动力学模型的基础上,提出了一个新的发酵模型,并对模型进行了数值模拟,解决了发酵的最优控制问题.

毒素影响下的捕食-食饵模型正解的存在性

研究了一类带Monod-Haldane反应项的捕食-食饵模型在齐次Dirichlet边界条件下的平衡态问题.首先通过极值原理和上下解方法给出了正解的先验估计;其次利用Leray-Schauder度理论得到了正解存在的充分条件;最后运用线性化算子及Riesz-Schauder理论说明了平衡态问题的平凡解和半平凡解的局部渐近稳定性.

带有M-H反应项的捕食-食饵系统的分歧解

目的在Dirichlet边界条件下研究一类带有Monod-Haldane反应项的捕食-食饵模型的动力学行为。方法利用椭圆型方程的极值原理和上下解方法给出了正解的先验估计,再结合局部分歧理论及稳定性理论对模型进行讨论。结果给出系统分歧解存在和稳定的充分条件。结论在一定条件下,具有相互制约关系的捕食者和食饵是可以共存的。

具有脉冲效应的害虫传染病防治模型的动力学行为

基于害虫综合治理策略,建立了具有Monod-Haldance功能性反应的不同固定时刻分别投放染病害虫、天敌和喷洒化学农药的传染病模型.通过脉冲微分方程的小振动技巧、Floquet定理和比较定理,得到传染病模型中易感害虫灭绝周期解渐近稳定(局部和全局)的条件.并且利用Matlab软件通过调节相应的参数进行验证,得到模型的正确性.同时接下来可以继续深入研究的方向和课题.此模型的适用性很强,在农林业中可以用来指导实践.

微藻在不同氨氮条件下固定CO_(2)耦合净化废水实验

为探究小球藻同步固定CO_(2)、净化废水及生产蛋白质的潜力,实验研究不同氨氮浓度(30,60,90 mg/L NH_(4)Cl)和CO_(2)体积分数(0.038%和10%)对小球藻(Chlorella vulgaris)生长、固碳、氮磷营养盐去除及蛋白质生产的影响,并将Logistic方程与改进的Monod方程相结合,描述小球藻比生长速率与氮、磷营养盐的关系。结果表明:10%CO_(2)组生物量(380.16~499.52 mg/L)是0.038%CO_(2)组生物量(44.73~120.00 mg/L)的3.54~8.30倍,同时,10%CO_(2)组中氨氮和磷酸盐消耗速率明显高于0.038%CO_(2)组。小球藻比生长速率、固碳速率、蛋白质含量均与生物量呈正相关(R^(2)≥0.83,P<0.05),且在10%CO_(2)和60 mg/L NH_(4)Cl条件下获得最大值,分别为0.21 d^(-1)、42.62 mg/(L·d)和228.43 mg/L。此外,拟合结果显示Logistic方程与改进的Monod方程联合应用可较好地描述小球藻的生长过程(R^(2)=0.39~0.96),且10%CO_(2)条件下的营养盐更易被小球藻吸收。实验结果可为微藻同步固定CO_(2)、净化废水及副产物(如蛋白质)生产的应用提供理论参考。