一类具有B-D反应项的扩散捕食系统的稳定性和Turing模式

研究Neumann边界条件下具有Beddington-DeAngelis功能反应项的捕食者-食饵模型.对于无扩散影响的空间齐次系统,分析了正平衡态的稳定性及Hopf分支的存在性;对于空间非均匀系统,讨论了Turing不稳定出现的条件及时空模式的存在性,并得到了正平衡态的全局稳定性结果.     

一类反应扩散系统的Turing不稳定性

研究一类具有常系数扩散项的系统,讨论了系统出现Turing不稳定性的条件.结果表明,在反应项满足一定条件下,只有当扩散系数不同时才可能出现Turing模式.最后,给出了系统发生Turing分支时两个不同扩散系数的临界比值.     

具有非线性收获效应的捕食者-食饵系统的空间Turing斑图

研究了一类带有非线性食饵收获效应的捕食者-食饵系统的Turing斑图的生成及选择问题.首先利用稳定性理论给出了由交叉扩散项引起的Turing不稳定条件和分支理论分析得到了系统Turing斑图的存在区域,然后运用多重尺度分析法推导了系统的振幅方程,给出了Turing斑图的选择结果.最后利用Matlab软件对系统Turing斑图的生成和选择结果进行了数值模拟.结果展示了系统有丰富的Turing斑图,如点状、条状以及二者共存.     

一类带有反应扩散项和非单调功能反应函数的食饵-捕食系统的Turing不稳定性

研究了带有反应扩散项和非单调功能反应函数的食饵-捕食系统,分析了系统的局部稳定性,并且推导出了系统空间齐次和非齐次常数平衡解Turing不稳定的精确的参数范围.应用数值模拟进一步说明了理论推导的正确性.     

具有B-D反应函数的交错扩散捕食模型中扩散的作用

研究了一类具有B-D反应函数的交错扩散捕食模型,利用常微分方程稳定性理论和积分不等式及拓扑度理论证明了交错扩散引起的正平衡点Turing失稳和交错扩散充分大时系统存在非常数正平衡解.     

一类带有自补充模板的Templator模型的稳定性分析

本文研究齐次Neumann边界条件下带有自补充模板的Templator模型。对于局部系统正常数平衡态的稳定性,利用谱分析方法进行了讨论;对于相应的反应扩散系统,给出了内部平衡态的稳定条件及Turing不稳定性条件。最后,通过数值例子验证了相应的理论结果。     

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.     

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.     

一类具有扩散效应的生物数学模型的斑图

本文讨论了一类具扩散项的传染病生态模型的空间斑图动力学问题。利用线性稳定性理论确定Turing不稳定和Hopf分支发生的条件,得到了Turing斑图的存在区域。通过数值模拟,得到了不同类型的Turing斑图,比如点状斑图、条状斑图以及点条混合斑图。结果表明疾病接触率对空间斑图的形成具有重要影响,这帮助我们更好的理解在真实环境中传染病的动力学过程。     

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.     

带有时滞和非线性收获效应的捕食者-食饵系统的空间动力学

考虑一类带有时滞和非线性食饵收获效应的捕食者\|食饵系统的空间动力学行为, 先利用稳定性理论和分支理论得到Hopf分支和Turing分支的条件, 再通过数值模拟展示系统存在丰富的动力学行为. 数值结果表明, 时滞和扩散不仅能影响点状、 条状以及点条共存的Turing斑图的形成, 而且还影响螺旋波斑图的形成.     

比率型Holling-Leslie捕食模型的稳定性分析

研究一类比率依赖Holling-Leslie捕食-食饵模型。利用谱分析方法讨论了局部系统正常数平衡态的稳定性,进而说明周期轨道的存在性。利用同样方法讨论反应扩散系统正常数平衡态的Turing不稳定性,并通过上下解方法证明其全局稳定性。     

具有Beddington-DeAngelis功能反应项的捕食-食饵扩散模型的稳定性

考虑了一类带有扩散的Beddington-DeAngelis捕食者-食饵模型。 通过线性化方法和构造Lyapunov函数得到弱耦合反应扩散系统非负平衡点的局部和全局渐近稳定性; 分析了交错扩散系统对非负平衡点稳定性的影响, 并且得到了交错扩散导致Turing不稳定的区域。     

含两个消费者和一个生物资源的Armstrong-McGehee扩散系统的稳定性分析

讨论一个含有两个消费者和一个生物资源的Armstrong-McGehee强耦合交错扩散系统.首先,通过线性化方法和构造Lyapunov函数得到弱耦合反应扩散系统非负平衡点的局部和全局渐近稳定性;其次,分析交错扩散系数对非负平衡点稳定性的影响,证明了当交错扩散系数充分大时会产生Turing不稳定现象.     

具有可逆效应的自催化扩散模型的定性分析

在齐次Neumann边界条件下，研究一类具有可逆效应的自催化扩散模型.首先，通过稳定性理论建立由扩散引起的Turing不稳定性；其次，利用Crandall-Rabinowitz局部分支理论，给出简单特征值处的分支结构；最后，采用空间分解技术和隐函数定理，证明双特征值处稳态分支的存在性.     

食饵有强弱之分的Leslie-Gower捕食者-食饵扩散模型的稳定性

考虑食饵有强弱之分的Leslie-Gower捕食者-食饵扩散模型(LGM)的稳定性与不稳定性.首先,通过线性化方法和构造Lyapunov函数证明仅带线性自扩散模型(LGM)的正平衡点的局部以及全局渐近稳定性;然后,给出交错扩散导致Turing不稳定的一个充分条件.     

具有双Allee效应的时滞扩散捕食-食饵模型的时空动力学

研究了一类具有双Allee效应的时滞扩散捕食-食饵模型。以Allee阈值和时滞为分支参数,利用特征方程和分析技巧讨论了该模型正平衡点的稳定性、扩散诱发的Turing不稳定和时滞诱发的Hopf分支问题。最后,通过数值模拟,获得了该模型的空间周期解和时空斑图,并验证了所得结果的正确性。     

一类Beddington-DeAngelis-Tanner型扩散捕食系统的稳定性和Turing不稳定性

考虑带有齐次Neumann边界条件的Beddington-DeAngelis-Tanner型扩散捕食系统。通过分析系统在唯一正常数平衡解处线性化系统的特征值问题,获得该系统正常数平衡解的局部渐近稳定性和Turing不稳定性。用MATLAB软件包对所获得的理论结果进行适当的数值模拟。     

化学反应体系中温度场Hopf分支与Turing分支的竞争

运用线性稳定性分析、分支分析和计算机数值模拟手段研究了小尺度空间展布、伴有扩散和热传导的Lindemann单分子化学反应体系的温度场时空对称破缺.研究结果表明,该模型体系在一定的参数值条件下会产生温度场Hopf分支和Turing分支的竞争现象,究竟产生何种分支则依赖于初始条件或边界条件.图4,参11.     

两项时间分数阶扩散方程的一种数值解法

扩散方程在物理领域常用来模拟不同物质间的相互扩散现象,多项时间分数阶扩散方程能更清晰地反应复杂系统的物理意义.本文对两项时间分数阶扩散方程中的分数阶导数直接进行离散,空间导数采用中心差分格式进行离散,提出了求解两项时间分数阶扩散方程的一个隐式差分格式;讨论了分数阶扩散方程差分解的存在唯一性,证明了差分格式的稳定性及收敛性;最后数值试验验证了格式的有效性.