两类反应扩散模型的动力学行为

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:guigui1987
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
自然科学的发展很大程度上依赖于物理、化学、生命科学等方面的进展情况,这些具体问题的数学化对它们的进一步研究是很重要的.许多数学模型可以归为反应扩散模型.近几十年来,反应扩散模型的研究已取得了很大进展.随着研究的不断深入,反应扩散模型被广泛用来探讨大量的带有扩散的动力系统。本文利用非线性分析和非线性偏微分方程理论研究了两类反应扩散模型的动力学行为.研究的主要内容包括模型平衡态正解的先验估计、不存在性、存在性(分歧结构)、唯一性、稳定性和渐进行为.所涉及的主要数学理论有最大值原理、能量方法、隐函数定理、分歧理论、拓扑度理论、稳定性理论、正则化理论、扰动理论以及Lyapunov-Schmidt约化方法.本文内容包括以下三个方面:第一章首先介绍带有Degn-Harrison反应项的反应扩散模型和带有交叉扩散和保护区域的Leslie捕食食饵模型的研究背景及研究现状,然后介绍本文的主体工作.第二章考虑了一类带有Degn-Harrison反应项的反应扩散模型.非常数正解的一些基本性质首先被得到,然后,研究了 ODE和PDE系统的常数稳态解的稳定性.同时,我们的结果表明:如果反应器的体积或是有效扩散系数足够大时,系统不存在非常数正解.最后,利用简单特征值处的分歧理论得到了简单特征值处分歧曲线的全局结构,同时,利用Lyapunov-Schmidt约化方法和隐函数定理得到了双重特征值处分歧曲线的局部结构.第三章分析了一类带有保护区域和交叉扩散的Leslie捕食-食饵模型正解行为的变化.首先分析了保护区域和交叉扩散对正解分歧曲线结构的影响.而且,研究了当某些参数充分大或充分小时,模型正解的渐近行为.最后,当两物种的自身生长率充分小和交叉扩散系数充分大时,正解的详细结构和稳定性被建立.我们的结果表明:空间非均匀性和交叉扩散能够产生更加复杂的动力学行为,而且,这些结果明显不同与Lotka-Volterra模型的结论。
其他文献
在运筹学、控制论、科学计算与工程技术等领域中,通常需要求解一类大规模稀疏的鞍点问题.由于这类问题具有规模巨大、病态严重等特征,其求解会面临耗时多、存储空间大和计算复杂度高等困难.因此,建立耗时短、计算量小且数值稳定的算法是解决这些困难的关键.而迭代法具有保持矩阵的稀疏性、节省内存开销、易于编程实现等优点,所以研究求解鞍点问题的迭代法越来越受到广泛关注.众所周知,收敛性和收敛速度是算法应用的理论依据
量子互文(Quantum contextuality)是比量子非局域性(Quantum Non-locality)更广泛的一种关联性质,是量子计算与量子信息处理的重要资源,因而成为量子信息学中一个非常热门的研究课题.经验模型(Empirical model)的互文性是量子互文性的数学框架.本文利用算子论、算子代数与矩阵论等理论与方法,系统研究了经验模型的互文鲁棒性、广义互文鲁棒性、互文成本、互文量
本文主要研究了 C*-动力系统表示的膨胀,以及Rokhlin作用下C*-动力系统的交叉积,并初步研究了迹Rokhlin性质和有限Rokhlin维数.全文分为以下五章:第一章介绍了本文的研究背景和选题意义,以及本文所要用到的C*-代数,C*-动力系统和拓扑群等方面的概念、定理和已有研究成果.第二章研究了交换群作用下C*-动力系统的表示的膨胀和多重C*-动力系统的表示的膨胀.证明了交换群作用下每一个C
本文主要研究了算子代数上的局部Jordan映射和局部Lie映射,包括:Jordan可导映射,Jordan高阶可导映射,Jordan同构,局部Lie导子,Lie双导子.全文共分为五章.第一章主要介绍了本文选题的意义及背景,回顾了国内外学者在此之前的研究进展和取得的一些重要成果,同时介绍了本文所涉及的一些概念和结论.第二章首先研究了三角代数上的Jordan可导映射,得到了满足一定条件的三角代数上Jor
黄脸油葫芦Teleogryllus emma Ohmachi&Matsuura属昆虫纲Isecta,直翅目Orthoptera,蟋蟀科Gryllidae,油葫芦属Teleogryllus。近年来,因黄脸油葫芦能入药、可食用,亦可观赏等特殊的经济价值,而得到广泛养殖。由于气候条件改变和生物防治技术缺乏,野生蟋蟀得到大量繁殖,导致农田蟋蟀发生危害的趋势明显上升。因此,了解蟋蟀蜕皮与生殖的调控机制,从而
计算理论作为理论计算机科学的基础内容之一,由自动机、形式语言、计算复杂性等方面构成.非确定性在计算理论的不同领域有着不同的重要意义,例如:在形式化语言中,非确定型自动机可对某些语言类进行刻画;在复杂性理论中,非确定性是研究NP-类问题的基础.自动机理论中,虽然非确定型自动机和确定型自动机有着相同的表达能力,但前者比后者有更简单的结构.从逻辑层面看,非确定型自动机的状态转移过程只涉及存在量词.交替自
不同于传统优化方法,神经网络具有并行处理、分布式存贮等特点.因此自Hopfield和Tank于20世纪80年代首次将神经网络应用于解线性规划问题以来,应用神经网络求解优化问题受到了广泛关注,并取得了一些重要成果.然而,许多模型仍存在状态变量多、复杂性高等不足.本文基于l1-范数问题发展现状,对该问题的神经网络模型进行研究.此外,由于l1-范数问题可以归结为极小极大问题进行求解,因此本文也研究了极小
本文对模糊测度和模糊积分理论进行了推广,建立了基于复模糊集值测度的复模糊集值函数的积分.首先给出了复模糊集值测度及其性质以及复模糊集值测度空间上的可测函数及其性质.其次研究了基于复模糊集值测度的复模糊集值函数的积分理论,最后以复模糊集值函数的积分作为融合算子,给出了常用的几种复模糊集值积分分类器融合的方法,验证了这种融合方法的可行性、有效性及优越性.具体内容如下:第一章主要介绍了经典测度、模糊测度
模糊推理是模糊控制的理论基础,鲁棒性是评判模糊推理的重要标准.在讨论鲁棒性时,扰动参数的选取极为关键.我们常用的扰动参数大多是建立在[0,1]单位区间上通常度量的基础之上.然而模糊推理的结果很大程度上取决于它的内蕴结构,蕴涵算子和模糊连接词.逻辑等价算子由蕴涵算子生成,因此用逻辑等价算子构造的扰动参数讨论鲁棒性,与逻辑推理会更为和谐.本文的第一个研究目的在于借助逻辑等价算子构造一系列的扰动参数,进
算子理论是泛函分析重要的研究领域之一,它对于微分方程,调和分析及理论物理等学科都有着深刻应用.其中谱结构,谱保持问题以及正交投影对一直是众多学者研究的热点问题.对于谱结构,Weyl型定理能很好的反映算子谱的分布特点,因此对Weyl型定理及其变形推广的研究是许多学者一直关注的问题.同时,谱结构和部分谱子集作为代数的同构不变量研究也引起了学者们的广泛关注,即谱保持问题.另一方面,基于Halmos正交投