当前位置:主页 > 科技论文 > 数学论文 >

两类非线性反应扩散方程解的定性研究

发布时间:2018-08-09 09:18
【摘要】:反应扩散现象普遍存在于自然界,反应扩散方程在现代科学技术中具有重要的应用,它主要研究某个自然系统的空间分布情况与扩散规律,分析时间与空间对系统扩散的影响,从而更准确地把握扩散速率对周围环境造成的影响.最典型的反应扩散模型就是生物学中的捕食-被捕食模型和化学中的Sel'kov模型.研究反应扩散方程有许多种方法,例如上下解方法,拓扑度理论和偏微分定理中的能量估计方法等,运用这些方法研究解的性态可以更好地了解一些非线性反应扩散方程解的性质和行为.本文主要通过分析非常值解或行波解的存在性,不存在性与渐近稳定性,从而对两类非线性反应扩散方程展开定性研究.本文包括如下三章:第一章对反应扩散方程的背景和研究意义,以及捕食-被捕食模型行波解,渐近性,Sel'kov模型和饱和率做了简单介绍,并且介绍了本文的主要工作.第二章研究一个n维扩散的捕食-被捕食系统.通过利用上下解方法和Schauder不动点定理,证明了行波解的存在性与最小波速,运用渐近分析技巧证明了行波解的渐近稳定性,解决了 2014年提出的一个公开问题,将原来一个三维系统问题推广到任意有限维(n维)问题,推广和补充了文献中的相关结论.第三章研究一个具有饱和率的Sel'kov模型.通过运用隐函数定理和Leray-Schauder拓扑度理论,证明非常值正解的稳定性,存在性与不存在性,且提出了一个全新的结论:饱和率的大小影响系统正解的性态,决定Turing图式的形成:较小的饱和系数产生Turing图式,较大的饱和系数则不会产生Turing图式.
[Abstract]:The phenomenon of reaction diffusion exists generally in nature, and reaction diffusion equation has important applications in modern science and technology. It mainly studies the spatial distribution and diffusion law of a natural system, and analyzes the influence of time and space on system diffusion. Thus, the effect of diffusion rate on the surrounding environment is more accurately understood. The most typical reaction-diffusion model is the predator-prey model in biology and the Sel'kov model in chemistry. There are many methods to study the reaction diffusion equation, such as the upper and lower solution method, the topological degree theory and the energy estimation method in the partial differential theorem, etc. Using these methods to study the behavior of solutions can better understand the properties and behavior of solutions of some nonlinear reaction diffusion equations. In this paper, two kinds of nonlinear reaction-diffusion equations are studied qualitatively by analyzing the existence, nonexistence and asymptotic stability of nonconstant solution or traveling wave solution. This paper includes three chapters as follows: in chapter one, the background and significance of the reaction diffusion equation, the traveling wave solution of the predator-prey model, the asymptotic behavior of Selkov model and the saturation rate are briefly introduced, and the main work of this paper is also introduced. In chapter 2, we study an n-dimensional diffusion predator-prey system. By using the upper and lower solution method and Schauder fixed point theorem, the existence and minimum wave velocity of traveling wave solution are proved. The asymptotic stability of traveling wave solution is proved by using asymptotic analysis technique, and an open problem proposed in 2014 is solved. In this paper, the original three-dimensional system problem is extended to any finite dimensional (n-dimensional) problem, and the relevant conclusions in the literature are generalized and supplemented. In chapter 3, we study a Sel'kov model with saturation rate. By using implicit function theorem and Leray-Schauder topological degree theory, we prove the stability, existence and nonexistence of positive solutions of non-constant value. We also propose a new conclusion that the magnitude of saturation ratio affects the behavior of positive solutions of systems. The formation of Turing schemata is determined: the smaller saturation coefficient produces the Turing schema, while the larger saturation coefficient does not produce the Turing schema.
【学位授予单位】:江苏师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O175

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李常品;一类反应扩散方程的分歧(英文)[J];数学研究与评论;2001年01期

2 陈松林;关于“一类反应扩散方程解的熄灭现象”一文的注记[J];应用数学和力学;2002年05期

3 周笠;比较方法在反应扩散方程中的应用[J];华中工学院学报;1985年02期

4 朱治;孙巨江;;一类竞争—竞争—互助模型的反应扩散方程组的稳定性[J];曲阜师范大学学报(自然科学版);1988年04期

5 郑斯宁;反应扩散方程组的弱不变区域[J];应用数学学报;1994年04期

6 李常品;一类反应扩散方程的分歧分析[J];数学物理学报;2000年03期

7 罗嘉虹;一类非局部反应扩散方程解的熄灭性质[J];桂林工学院学报;2000年03期

8 谭忠;具有特殊扩散过程的反应扩散方程[J];数学年刊A辑(中文版);2001年05期

9 陈松林;一类反应扩散方程解的熄灭现象[J];应用数学和力学;2001年11期

10 杨淑伶;一类反应扩散方程的整体解[J];广东工业大学学报;2003年02期

相关会议论文 前1条

1 杨水龙;;一个化学反应扩散方程奇异行波摄动解[A];数学·力学·物理学·高新技术研究进展——2002(9)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第9届学术研讨会论文集[C];2002年

相关博士学位论文 前10条

1 张素方;几类非线性反应扩散方程整体动力行为研究[D];太原理工大学;2016年

2 谢君辉;非线性反应扩散方程及其定常问题解的研究[D];湖南师范大学;2012年

3 吴娥子;反应扩散方程组的渐近行为及其随机扰动[D];华中科技大学;2015年

4 刘建新;几类反应扩散方程的分支理论及应用[D];哈尔滨工业大学;2012年

5 王刚;几类随机反应扩散方程的渐近行为[D];华中科技大学;2014年

6 冯化冰;带有奇异非线性项的反应扩散方程正解的存在唯一性及长时间动力学行为[D];兰州大学;2011年

7 杨璐;带有非线性边界条件的反应扩散方程解的长时间行为[D];兰州大学;2008年

8 陈琼;几类反应扩散方程(组)解的整体存在性与爆破模式[D];四川大学;2005年

9 钮维生;带有低正则项的反应扩散方程解的长时间行为[D];兰州大学;2011年

10 熊波;单参数非线性问题高阶奇异点的计算及一类反应扩散方程组的分歧分析[D];上海师范大学;2004年

相关硕士学位论文 前10条

1 李刚;几类时滞反应扩散方程的稳定性分析[D];东北林业大学;2015年

2 黄骁;带乘法扰动的反应扩散方程随机吸引子的上半连续性[D];西南大学;2015年

3 李林林;一类半线性反应扩散方程组的全局解的存在性问题[D];兰州大学;2015年

4 赵盼;两类空间周期反应扩散方程的整体解[D];兰州大学;2015年

5 甄志远;反应扩散方程组的边界控制[D];西南大学;2016年

6 周路艳;关于两类反应扩散方程的动力学行为研究[D];天津大学;2015年

7 周翔宇;两类反应扩散方程的共存解分析[D];陕西师范大学;2016年

8 孔玉好;一类非局部反应扩散方程初边值问题的爆破[D];华中科技大学;2015年

9 胡红娟;两类非线性反应扩散方程爆破问题的研究[D];山西大学;2016年

10 黄艳;半线性非局部反应扩散方程解的存在性与吸引子[D];华中科技大学;2015年



本文编号:2173638

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/yysx/2173638.html


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

版权申明:资料由用户546ff***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