当前位置:主页 > 科技论文 > 数学论文 >

格微分方程和状态依赖时滞微分方程的动力学研究

发布时间:2018-06-06 20:01

  本文选题:格微分方程 + Lyapunov-Schmidt约化 ; 参考:《湖南大学》2015年博士论文


【摘要】:本文主要研究格微分方程和状态依赖时滞微分方程的动力学行为.通常,格微分系统是由定义在离散空间上的无穷多个常微分方程耦合而成的系统.随着计算机的飞跃发展,数值计算已经成为格微分方程的重要应用背景之一,同时在图像处理,化学反应,材料科学和生物学等领域都应用到格微分模型.格微分方程一方面能更确切地描述实际问题,另一方面,它比连续的偏微分方程具有更丰富的动力学行为.状态依赖时滞微分方程的理论体系目前还不够完善,关于这一方面的理论及其应用著作也相对比较少.随着各个学科的蓬勃发展,越来越多的状态依赖时滞微分方程被用来描述物理,自动控制,神经网络,传染性疾病,人口增长和细胞繁殖等领域的动力学过程.因此,对状态依赖时滞微分方程的研究具有重要的理论和实际意义.本文主要研究了一类二维格微分方程的波列问题,以及两类状态依赖时滞微分模型的动力学行为.本文的主要内容如下:第一,我们研究一类二维格微分方程的波列解存在性和分支模式.由于系统的波动方程可看作一个既具有超前项又具有时滞的微分方程,不能运用动力系统的半流理论来进行研究.我们通过Lyapunov-Schmidt约化,将该方程约化为一个有限维空间上的具有某种对称性的分岔方程,且保持原系统的哈密尔顿性.应用不变理论和奇异性理论,我们在非共振和共振p:q两种情形下得到了平衡点附近的小振幅解.我们分析了传播方向θ的影响,并发现当tanθ为有理数时,原二维格系统可转化为一维格系统,且原系统的结论可直接应用于对应的一维格系统,从而得到某些一维格微分系统的波列存在性和分支模式.第二,我们研究状态依赖时滞Nicholson飞蝇模型的动力学行为.首先,在对时滞函数和方程中的参数作适当的假设下,分析了解的一些基本性质,包括解的存在唯一性,关于初值的连续依赖性,振荡性等.接着,我们构造了一个适当的紧状态空间,使得系统的解构成一个连续半流.通过引进离散的Lyapunov泛函来分析了慢振荡解,我们发现所有全局慢振荡解所形成的集合构成半流的一个全局吸引子.然后,通过线性化过程和谱分析,得到了系统平衡态的局部动力学性质,给出了正平衡态附近的局部不稳定流形.最后,在局部不稳定流形中,选取正平衡态的一个充分小的邻域,将它延拓为一个全局不稳定流形.通过分析该全局不稳定流形的零点集,我们证明了慢振荡周期解的存在性,且它正好构成全局不稳定流形的边界.第三,我们利用不动点定理研究了一类二阶状态依赖时滞微分方程的慢振荡周期解存在性.首先,我们得到解的一些基本性质,包括初值问题解的存在唯一性和关于初值的连续依赖性.然后,详细地分析了系统的慢振荡解.基于前面的结论,我们构造了一个紧集和一个后继映射,运用不动点定理和平衡态的喷射性证明慢振荡周期解的存在性.
[Abstract]:In this paper, we mainly study the dynamic behavior of differential equations and state dependent delay differential equations. Generally, the lattice differential system is a system which is coupled to infinitely many ordinary differential equations defined on the discrete space. With the rapid development of the computer, the numerical calculation has become one of the important application backgrounds of the lattice micro equation. The lattice differential model is applied in such fields as treatment, chemical reaction, material science and biology. The lattice differential equation can describe the actual problems more accurately on the one hand, and on the other hand, it has more abundant dynamic behavior than the continuous partial differential equation. The theory system of state dependent delay differential equation is not perfect at present. With the vigorous development of various disciplines, more and more state dependent delay differential equations are used to describe the dynamic processes in the fields of physics, automatic control, neural networks, infectious diseases, population growth and cell reproduction. Therefore, the study of state dependent delay differential equations The main contents of this paper are as follows: first, we study the existence and bifurcation of the wave solutions of a class of two-dimensional lattice differential equations. We study the wave solution existence and bifurcation of a class of two-dimensional lattice differential equations. The process can be considered as a differential equation with both the preterm and time delay. We can not use the semi flow theory of the dynamic system to study it. Through the reduction of Lyapunov-Schmidt, we reduce the equation to a bifurcation equation with some symmetry in a finite dimensional space, and hold the Hamilton property of the original system. And singularity theory, we obtain the small amplitude solution near the equilibrium point in two cases of non resonance and resonance p:q. We analyze the influence of the propagation direction theta, and find that when the tan theta is rational, the original two wig system can be transformed into a one wig system, and the original system can be directly applied to the corresponding one wig system, and thus the result can be obtained. Second, we study the dynamic behavior of the state dependent time-delay Nicholson fly model. First, we analyze some basic properties, including the existence and uniqueness of the solution and the continuous dependence of the initial values, under the proper assumption of the parameters in the delay function and the equation. Oscillation and so on. Then, we construct a proper tight state space so that the solution of the system constitutes a continuous half flow. By introducing the discrete Lyapunov functional, we analyze the slow oscillation solution. We find that all the sets formed by the global slow oscillation solutions constitute a full local attractor for the semi flow. Then, the linearization process and the spectral fraction are used. In this paper, the local dynamic properties of the equilibrium state of the system are obtained, and the local unstable manifolds near the positive equilibrium state are given. Finally, in the local unstable manifold, a sufficient small neighborhood of the positive equilibrium state is chosen to extend it into a global unstable manifold. By analyzing the zero point set of the global unstable manifold, we prove the slow vibration. The existence of the periodic solution, and it just constitutes the boundary of the global unstable manifold. Third, we use the fixed point theorem to study the existence of a class of slow oscillation periodic solutions for a class of two order state dependent delay differential equations. First, we get some basic properties of the solution, including the existence and uniqueness of the solution of initial value problems and the continuity of initial values. Then, the slow oscillation solution of the system is analyzed in detail. Based on the previous conclusion, we construct a compact set and a successor mapping, and use the fixed point theorem and the jetting of the equilibrium state to prove the existence of the periodic solution of the slow oscillation.
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O175

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 蒋威;退化时滞微分方程的周期解问题[J];应用数学学报;2003年02期

2 唐美兰;刘心歌;刘心笔;;一类多时滞微分方程的周期解[J];上饶师范学院学报(自然科学版);2005年06期

3 邹淑桢;;一类时滞微分方程正解的存在性[J];南华大学学报(自然科学版);2005年04期

4 杨芳,蒋威;一般退化时滞微分方程的解[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年02期

5 李鹏程;林瑾瑜;;一类高阶时滞微分方程周期解的存在性[J];甘肃联合大学学报(自然科学版);2006年01期

6 张志信;蒋威;;混合型退化时滞微分方程的周期解[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年01期

7 李鹏程;;一类高阶时滞微分方程的周期解[J];长春师范学院学报;2007年04期

8 贾冠军;;一类时滞微分方程的稳定性问题[J];菏泽学院学报;2007年05期

9 牛秀艳;姜小军;吕金凤;何尚琴;;单时滞微分方程周期解的存在性[J];成都大学学报(自然科学版);2008年04期

10 成荣;;整数时滞微分方程的多重周期解(Ⅰ)[J];黑龙江大学自然科学学报;2008年02期

相关会议论文 前10条

1 赵爱民;燕居让;;一类带强迫项非线性时滞微分方程解的渐近性[A];数学·物理·力学·高新技术研究进展——1998(7)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第7届学术研讨会论文集[C];1998年

2 张瑞霞;;非线性非自治中立型时滞微分方程的振动[A];数学·力学·物理学·高新技术研究进展——2004(10)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第10届学术研讨会论文集[C];2004年

3 任崇勋;俞元洪;;高阶非线性时滞微分方程解的振动性[A];数学·力学·物理学·高新技术研究进展——2004(10)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第10届学术研讨会论文集[C];2004年

4 马苏奇;雷锦妼;;一个血细胞生成时滞微分方程模型的分岔分析[A];第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程[C];2013年

5 仉志余;;非线性二阶中立型时滞微分方程的振动性[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年

6 米玉珍;余秀萍;牛连杰;;二阶非线性中立型时滞微分方程的振动定理[A];第六届中国青年运筹与管理学者大会论文集[C];2004年

7 杨雯抒;;中立型时滞微分方程的振动性[A];数学·力学·物理学·高新技术研究进展——2004(10)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第10届学术研讨会论文集[C];2004年

8 李俊余;王在华;;非线性复时滞系统的局部Hopf分岔[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年

9 李俊余;王在华;;非线性复时滞系统的局部Hopf分岔[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文摘要集[C];2007年

10 雷锦妼;;时滞系统动力学在动态血液病研究中的应用及白细胞减少症的动力学研究进展[A];第九届全国动力学与控制学术会议会议手册[C];2012年

相关博士学位论文 前10条

1 杨文杰;几类时滞系统的秩一奇异吸引子[D];昆明理工大学;2015年

2 刘伯超;几类时滞微分方程的谱方法[D];华中科技大学;2015年

3 侯爱玉;状态依赖时滞微分方程的动力学研究[D];湖南大学;2016年

4 张玲;格微分方程和状态依赖时滞微分方程的动力学研究[D];湖南大学;2015年

5 张海;退化时滞微分方程的解、稳定性及控制问题[D];安徽大学;2010年

6 赵冬华;几类时滞微分方程的动力学分析及混沌、分形应用实例讨论[D];复旦大学;2005年

7 韦志坚;单调方法在时滞微分方程中的应用[D];湖南大学;2005年

8 胡晓玲;时滞微分方程的定性研究[D];山西大学;2006年

9 张志信;退化时滞微分方程的解及其性态[D];安徽大学;2011年

10 范德军;几类时滞微分方程的分支分析[D];哈尔滨工业大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 张如;几类时滞微分方程的数值稳定性分析[D];哈尔滨工业大学;2008年

2 陈习习;具有时滞的红松种群数学模型研究[D];北京建筑大学;2015年

3 段胜利;[D];上海师范大学;2015年

4 毛盼盼;一类分数阶时滞微分方程的伪渐近周期解[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 刘变红;几类中立型时滞微分方程的振动性[D];山西大学;2015年

6 赵海珠;浮游生物植化相克时滞微分方程的全局吸引性和持久性[D];山西大学;2014年

7 裴欢;一类具有饱和发生率和全Logistic增长项的时滞HIV模型的动力学分析[D];河北工业大学;2015年

8 黄新峰;两类时滞微分方程的定性分析[D];中北大学;2016年

9 李玉玉;Banach空间中二阶时滞微分方程的周期解[D];西北师范大学;2015年

10 任祥;一类不稳定时滞微分方程系统的研究[D];北方工业大学;2016年



本文编号:1987929

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/yysx/1987929.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户fec09***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com