具有迁移效应和隔离措施的COVID-19传播模型分析

基于COVID-19传播过程中人口流动的必然性、无症状感染者的普遍性和隔离策略的有效性,该文提出了一类具有迁移效应、无症状感染者、自我防护意识和隔离策略的COVID-19传播动力学模型,利用下一代矩阵方法给出了各类子系统和全系统基本再生数的精确表达式.进一步地,通过采用线性近似理论,构造Lyapunov函数、比较原理等方法,得到了无病平衡点的全局渐近稳定性以及疾病的持久性.最后,数值模拟解释了主要的理论结果以及人口的迁移和隔离对疾病传播的影响.     

不同阶次下分数阶SIR传染病模型的稳定性分析

建立一类考虑Logistic增长与饱和传染率的不同阶次分数阶时滞传染病模型. 首先, 利用Jacobi矩阵和特征根轨迹法, 分析该模型的局部稳定性, 并给出基本再生数; 其次, 选取分岔参数作为时滞, 给出地方病平衡点发生Hopf分岔的充分条件； 最后, 利用数值仿真验证理论分析的正确性. 研究结果表明, 分数阶次的改变会影响系统的稳定性.     

具有Smith增长的分数阶捕食者-食饵模型的动力学分析

讨论了一类具有Smith增长的分数阶捕食者-食饵模型。利用分数阶微分系统的稳定性理论,给出了该系统在平衡点稳定的条件,并讨论了平衡点的稳定性。数值模拟也说明分数阶微分系统的复杂性和丰富性。     

新型冠状病毒肺炎传播动力学模型构建与分析

为研究新型冠状病毒肺炎(简称新冠肺炎)传播机理和传播风险，预测疫情发展趋势，对政府制定相关疫情防控政策提供帮助，提出了一种新的新冠肺炎传播非线性动力学模型(SLEIR)。该模型考虑到疫情中采取保护措施的人群，将其作为低危群体加入到模型中；通过对模型的基本再生数、平衡点、稳定性和分岔等进行分析，揭示新冠肺炎传播机理；利用印度新冠肺炎真实数据对模型参数和部分状态初值进行最小二乘拟合，根据拟合的参数对印度疫情发展趋势做出预测。该模型对印度3～4月、4～5月两阶段疫情预测平均相对误差分别为4.107%和2.805%,对于印度10月最新的疫情，预测平均相对误差为3.266%,预测结果表明SLEIR模型具有较好的预测效果。与传统SEIR模型相比，该模型能适应印度疫情复杂的变化趋势，且具有更高的预测精度，可以为政府选择合适的防控措施提供技术支撑。     

一类计算机病毒模型的稳定性及分支分析

研究了一类具有时滞和潜伏期的计算机病毒模型。通过分析模型,得到了传播阈值 R0,说明可以通过控制传播阈值来进一步控制计算机病毒的传播。利用微分方程理论分析了无病平衡点的全局稳定性和正平衡点的局部稳定性。考虑到时滞对系统的影响,得到了 Hopf分支存在的条件。最后,通过数值模拟验证了所得结论的正确性。     

基于斑块环境下SIS传染病模型局部稳定性分析

首先在双线性传染率βSI和不考虑种群之间迁移问题的SIS传染病模型的基础上,改进并增加种群迁移带来的影响条件,并建立一个更加符合实际意义的SIS传染病模型;在模型满足一定条件和符合实际意义下,平衡点存在的基础上,利用基本再生数R0和特征值理论分析得出,在R0≤1时无病平衡点局部渐近稳定的充分条件;进一步利用基本再生数R0和分块矩阵理论得出,当R01时地方病平衡点局部渐近稳定的充分条件;模型的建立和研究进一步丰富了传染病模型。     

双时滞比率依赖Holling-Ⅳ和Leslie型捕食-食饵系统的Hopf分支

研究了一类双时滞基于比率依赖简化Holling-Ⅳ型功能性反应且具有Leslie形式的捕食者数量反应的捕食-食饵系统,通过分析系统对应的特征方程,得到各种情形下的正平衡点局部稳定及Hopf分支存在的充分条件,并通过数值模拟验证了结果的正确性.     

一类SIRE对甲型H1 N1流感传播模型的稳定性

收集了我国甲型H1N1流感病毒实验室确认病例数量的数据,对SIR模型进行拓展,借助微分方程解析传染病SIR模型建立SIRE模型,对甲型H1N1流感病毒的传播规律进行研究和预测,得出了决定甲型H1N1流感病毒是否发生的阈值;解析了SIRE对甲型H1N1流感传播模型无病平衡点和地方平衡点的稳定性.     

一类三维Hindmarsh-Rose神经元模型的动力学分析

从理论角度分析了一类三维Hindmarsh-Rose(H-R)神经元模型平衡点的数目及特性,运用数值模拟的方法研究了系统周期与混沌间隔的周期窗口的递增特性,借助理论与数值模拟相结合的方法,更加充分地解释了神经元丰富的放电规律.     

具有修正Leslie-Gower型的分数阶捕食者-食饵系统的动力学分析

讨论了一类具有修正Leslie-Gower型的分数阶捕食者-食饵系统.利用分数阶微分系统的稳定性理论,给出了该系统在平衡点稳定的条件,并对所有平衡点的稳定性进行了讨论.同时,对正平衡点附近的轨线进行了数值模拟.