反应扩散方程行波解的定性研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:huangcheng118
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
反应扩散方程在描述时空模式方面发挥着重要的作用,其行波解可以解释自然界中的有限速度传播、有限振动现象等而备受关注.利用行波解描述自然界现象具有很强的现实意义,在行波解存在性基础上的进一步定性分析也是十分重要的.比如相变过程中,状态改变可以被观测到的一个必要条件就是行波解具有稳定性.本文主要对几类反应扩散方程的行波解进行定性分析,研究内容包括唯一性、稳定性以及最小波速等,并探讨这些结果在种群动力学中的应用.首先,研究了一类具有阶段结构生物模型的行波解.讨论了行波解的指数渐近行为及其影响因素,并证明了行波解是单调的.进一步,利用滑动平面技巧,得到了给定波速下行波解的唯一性结果.作为应用,给出一类传染病模型行波解的性质.其次,在高维情形下,研究了时空周期单稳反应扩散方程脉冲波前解的唯一性和稳定性.特别的,对于周期环境中的KPP脉冲波前解,唯一性结果给出了波前解完整的分类.全局渐近稳定性是基于构造合适的上下解而得到的,其值与脉冲波前解的平移充分接近.最后证明当时间充分大时,波前解在L∞空间中是全局渐近稳定的.值得指出的是,垂直于传播方向解的一致估计是该类问题的难点.最后,对于单稳情形,考虑了周期性介质中离散时间递推序列的传播速度.在周期振荡媒介中,当周期趋于无穷大时,给出了传播速度的变分表示.这对于描述此情形下行波解最小波速十分重要.而对于双稳情形,由于构造合适的上下解相当困难,因此首先通过适用于双稳的挤压技术得到全局渐近稳定性,而此结果蕴含了波前解的唯一性.最后建立了双稳波前解的存在性.
其他文献
基于单组分约瑟夫森结经典哈密顿的描述,A.Smerzi等人在理论上首先预言了由相互作用所导致的从约瑟夫森振荡到宏观量子自囚禁的动力学相变行为(PRL,79,4950),而这一动力学相变已在2005年在实验上得到证实(PRL,95,010402)。本文从双组分约瑟夫森结经典哈密顿的描述出发,发现当我们增大两组分间的作用强度时,会发生另外一种全新的动力学相变行为,这一动力学相变便是测度同步现象,本文探
学位
本文研究了螺旋波动力学的动态特性,并重点研究了螺旋波的分布式控制,特别是分布式最优控制。螺旋波是自然界中普遍存在的一类远离平衡态的时空斑图,它一般存在于可激、振荡和双稳态系统中。由于理论和实践的重要意义,螺旋波的研究工作取得了大量进展。许多研究表明,螺旋波及其破碎在很多实际系统中是有害的。对于心脏病人,螺旋波失稳还能诱发心室纤维性颤动,导致病人快速死亡。因此,在治疗心颤等很多实际问题中,有必要找到
学位
具有空间结构的生态模型已成为近几十年来最为活跃的研究领域之一,引起了众多数学家和生物学家的广泛兴趣.特别的,由于自然界中能量传递形式的差异,带有不同功能反应的扩散捕食系统的长时间行为和非常数正平衡态的存在性与不存在性是种群动态模型研究的重要内容.本文的主要工作是对几类带有不同功能反应项的扩散捕食系统进行定性分析.首先,研究了两类带有Robin边界条件的捕食模型,一类是捕食者种群带有修正的Lesli
在这篇博士学位论文中,我们主要研究如下的三类方程:非线性广义Burgers方程非线性Chaffee-Infante方程和非线性反应扩散方程其中Ω(?)Rn(n≥3)是适当光滑有界开区域.我们研究了它们的吸引子分歧问题及分歧出的吸引子的结构.首先,在第三章中,我们用文献[3]新建立的吸引子分歧理论,用中心流形约化方法,证明了系统(ε1)具有奇函数解的条件下,当参数λ穿越过第一特征值λ0=1时,系统(
学位
在玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)实现后,相关的量子隧穿问题一直以来都是研究的焦点问题之一。本文主要对多分量BEC的量子隧穿问题进行了研究,研究的问题主要有两个,一是BEC在双势阱间的外部隧穿问题;二是旋量BEC的内部隧穿问题。第一章中我们对冷原子领域作了基本的简要介绍。主要是介绍了所研究的体系相关的一些基本概念与相关理论。第二章用Bogliubov Backreaction方法,我们讨论了一阶的量
学位
在过去的几十年中,剩余寿命和休止时间作为可靠性理论中两个重要的概念,已经受到了很多学者的关注.本论文主要关注的是剩余寿命和休止时间的Renyi熵,分别基于剩余寿命和休止时间定义的两个寿命分布类NBUmg(以矩生成函数序新比旧好)和IMIT(单增平均休止时间),以及一个具有随机递送时间可修系统的几何过程修理模型.第一部分,我们研究矩生成函数序和NBUmg寿命分布.我们证明了矩生成函数序关于独立不同分
本文主要研究了一些半群类上的Cayley图,讨论了这些Cayley图的若干组合性质.并对这些半群类上具备一定组合性质的Cayley图,给出其相应半群类的代数性质.第一章研究了Brandt半群上的Cayley图,给出其基本的结构和性质,并且刻画了它的强正则连通分支.作为应用,我们构造了广义Petersen图和k-部图作为Brandt半群上的Cayley图的连通分支,而前两者均不是群上的Cayley图
本文主要研究毕竟正则半群与它的子半群系统之间的各种关系,得到了一系列有意义的最新结果.全文共分为五章:第一章为引言部分.介绍了半群及其子半群系统的研究背景、研究内容和目前的研究进展,并且系统地介绍本文在这一领域的具体结果.第二章介绍半群及其子半群系统领域的一些基本概念、术语和记号,并且给出格理论中的相关概念和结论.最后,给出本文需要经常用到的基本理论.第三章研究一类特殊类型的毕竟正则半群—完全毕竟
本文研究了复杂系统中的有关特征和动力学行为,主要包括延时系统中的奇异非混沌吸引子和复杂网络上的一些动力学行为。具体为以下四个方面:一、验证了延迟系统中存在奇异非混沌吸引子。给一个简单延时系统加上随机驱动项后发现,系统的最大李雅普诺夫指数随着参数变化在经历了一段上升和平稳以后明显下降。在这个参数区间内,系统具有小于零的最大李雅普诺夫指数,系统处于非混沌运动状态。通过对时间序列经傅里叶变换后的复参量的
学位
Hsu基于斐波那契数给出了一个多用户互联网络的拓扑结构,即斐波那契立方图.斐波那契立方图是超立方图中由不含两个相继1的二元串所代表的结点导出的子图.斐波那契立方图具有许多优秀的性质,它在网络设计中能有效赶超许多超立方图的算法.斐波那契立方图的许多有趣的拓扑性质已被发现,其中一个有趣的性质是由Klavzar等给出的,他们证明了斐波那契立方图恰好是锯齿形六角链(或fibonaccenes)的Z-变换图