兩類(lèi)具擴(kuò)散的捕食-被捕食模型Turing-Hopf分支分析
發(fā)布時(shí)間:2021-10-04 23:10
在現(xiàn)實(shí)生活中,很多生物系統(tǒng)都能用反應(yīng)擴(kuò)散方程來(lái)描述。對(duì)反應(yīng)擴(kuò)散方程Turing-Hopf分支的研究可以得到穩(wěn)定的空間非齊次周期解,穩(wěn)定的空間非齊次周期解不僅滿(mǎn)足時(shí)間上的周期性波動(dòng)還伴有空間上的不均勻性。這些特點(diǎn)使其可以解釋一些生物學(xué)現(xiàn)象,比如解釋蟲(chóng)類(lèi)災(zāi)害的定期爆發(fā)所伴有的地域不均衡性。同時(shí)Turing-Hopf分支的研究不僅可以用于解釋自然現(xiàn)象,還可以預(yù)測(cè)未來(lái)物種變化趨勢(shì),以便更好地保護(hù)生物系統(tǒng)。因此,針對(duì)反應(yīng)擴(kuò)散方程Turing-Hopf分支的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。本文主要研究了兩類(lèi)具擴(kuò)散的捕食模型在齊次Neumann邊界和一維空間條件下正穩(wěn)態(tài)解的存在性和穩(wěn)定性。運(yùn)用一種新的雙參數(shù)選取方法,得到了所研究的捕食模型在雙參數(shù)平面內(nèi)的Hopf分支線(xiàn)和Turing分支曲線(xiàn),并通過(guò)對(duì)這兩種分支線(xiàn)的研究,得到了正穩(wěn)態(tài)解的穩(wěn)定區(qū)域和不穩(wěn)定區(qū)域(包括Turing不穩(wěn)定區(qū)域)以及Turing-Hopf分支的存在性。計(jì)算了所研究的模型在Turing-Hopf分支點(diǎn)附近中心流形上的規(guī)范型。最后,進(jìn)行了數(shù)值模擬,得到了穩(wěn)定的常值穩(wěn)態(tài)解、非常值穩(wěn)態(tài)解、空間齊次周期解和空間非齊次周期解的模擬圖,驗(yàn)證了本文的理論分析...
【文章來(lái)源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:56 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
一分支圖和各分區(qū)?
U的圖像?V的圖像??圖3-5區(qū)域③中系統(tǒng)(3-2)穩(wěn)定的非常值穩(wěn)態(tài)解??Figure?3-5?there?exist?stable?nonconstant?steady?states?of?system?(3-2)?in?domain?(3)??選擇存在于區(qū)域④中的參數(shù)U,aH〇.i,〇.〇〇5)以及初值??w(x,〇)=?0.6115?—0.015?cos?x?,?v(x,〇)=?2.6044-0.001?cos?x?,??得到了區(qū)域④中系統(tǒng)(3-2)穩(wěn)定的空間非齊次周期解,見(jiàn)圖3-6.??圖3-6中,時(shí)間刻度為0-1500的(a)和(b)中非常值穩(wěn)態(tài)解,演變?yōu)闀r(shí)間刻度6500-8000(c)??和(d)中穩(wěn)定的空間非齊次周期解。??0.S.?廠(chǎng),.r?..?Z??.??2罰???釦羨??:aJ^?
一類(lèi)具擴(kuò)散帶有Michaelis-Menten功能反應(yīng)的捕食-被捕食模型分支分析0?與?A,,+1?⑷=0?分別在點(diǎn)(?])=("7^—?)和(6,nf?‘,和一對(duì)純虛根,除此之外其余的根都具有負(fù)實(shí)部.加之公式(4-5)、(4-8)證明完畢。??03???:???????;?05?:?????????_Dc二
【參考文獻(xiàn)】:
博士論文
[1]具時(shí)滯的云杉蚜蟲(chóng)反應(yīng)擴(kuò)散模型的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)分析[D]. 徐曉峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]幾類(lèi)具時(shí)滯的浮游生物擴(kuò)散系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)[D]. 趙建濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]幾類(lèi)具擴(kuò)散項(xiàng)的種群模型動(dòng)力學(xué)性質(zhì)分析[D]. 楊瑞智.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]半線(xiàn)性偏微分方程的分支理論及其應(yīng)用[D]. 衣鳳岐.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號(hào):3418518
【文章來(lái)源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:56 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
一分支圖和各分區(qū)?
U的圖像?V的圖像??圖3-5區(qū)域③中系統(tǒng)(3-2)穩(wěn)定的非常值穩(wěn)態(tài)解??Figure?3-5?there?exist?stable?nonconstant?steady?states?of?system?(3-2)?in?domain?(3)??選擇存在于區(qū)域④中的參數(shù)U,aH〇.i,〇.〇〇5)以及初值??w(x,〇)=?0.6115?—0.015?cos?x?,?v(x,〇)=?2.6044-0.001?cos?x?,??得到了區(qū)域④中系統(tǒng)(3-2)穩(wěn)定的空間非齊次周期解,見(jiàn)圖3-6.??圖3-6中,時(shí)間刻度為0-1500的(a)和(b)中非常值穩(wěn)態(tài)解,演變?yōu)闀r(shí)間刻度6500-8000(c)??和(d)中穩(wěn)定的空間非齊次周期解。??0.S.?廠(chǎng),.r?..?Z??.??2罰???釦羨??:aJ^?
一類(lèi)具擴(kuò)散帶有Michaelis-Menten功能反應(yīng)的捕食-被捕食模型分支分析0?與?A,,+1?⑷=0?分別在點(diǎn)(?])=("7^—?)和(6,nf?‘,和一對(duì)純虛根,除此之外其余的根都具有負(fù)實(shí)部.加之公式(4-5)、(4-8)證明完畢。??03???:???????;?05?:?????????_Dc二
【參考文獻(xiàn)】:
博士論文
[1]具時(shí)滯的云杉蚜蟲(chóng)反應(yīng)擴(kuò)散模型的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)分析[D]. 徐曉峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]幾類(lèi)具時(shí)滯的浮游生物擴(kuò)散系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)[D]. 趙建濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]幾類(lèi)具擴(kuò)散項(xiàng)的種群模型動(dòng)力學(xué)性質(zhì)分析[D]. 楊瑞智.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]半線(xiàn)性偏微分方程的分支理論及其應(yīng)用[D]. 衣鳳岐.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號(hào):3418518
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