两类非线性反应扩散方程解的定性研究
[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
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,本文编号:2173638
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