پديد آورنده :
شبانپور، فاطمه
عنوان :
انشعابات در مدل انتشار بازيكين
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
معادلات ديفرانسيل و سيستمهاي ديناميكي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
توصيفگر ها :
مدل انتشار بازيكين , ناپايداري تورينگ , انشعابات , نقاط اوج , تغييرات رژيمي , گذرهاي بحراني
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/08/20
رشته تحصيلي :
رياضي كاربردي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/08/21
چكيده فارسي :
نقاط اوج خطرناك و انتقالات فاجعهبار در زيستبومها اخيراً براي تشخيص سيگنالهاي هشداردهنده اوليه در بومشناسي
مورد توجه قرار گرفتهاند. نقاط اوج توسط انشعاباتي مانند تشكيل الگوهاي مكاني كه ناشي از ناپايداري تورينگ است، ايجاد ميشوند.
نويسندگان در مقاله
مدل بازيكين را، بهعنوان يكي از مهمترين مدلها در تعاملات شكار-شكارچي، براي شامل كردن حركتهاي انتشاري تحت شرايط مرزي همگن نويمان گسترش دادند. براي مدل موضعي، تحليلهاي مقدماتي در مورد پايداري و انشعاب هاپف ارائه دادند. براي مدل واكنش-انتشار، ابتدا شرايط كافي براي پايداري موضعي و سراسري يك حالت پايدار (جواب مستقل از زمان) ثابت نيمهجزئي يا يك حالت پايدار (جواب مستقل از زمان) ثابت مثبت منحصربهفرد در مقاله
را بهبود بخشيدند. سپس شرايط لازم و كافي براي ناپايداري تورينگ را بهدست آورده، وجود انشعاب تورينگ، انشعاب هاپف، انشعاب تورينگ-تورينگ، انشعاب تورينگ-هاپف و انشعاب تورينگ-تورينگ-هاپف را نشان دادند و عدم وجود انشعاب تورينگ سهگانه را اثبات كردند.
نتايج نشان ميدهد كه مدل ميتواند الگوهاي مكاني، زماني و مكاني-زماني پيچيدهاي از جمله تغيير رژيمهاي پيچيده و انتقالات بحراني در نقاط انشعاب، حالات گذرا (جوابهاي تناوبي ناهمگن مكاني)، سهپايداري (يك جفت حالت پايدار (جواب مستقل از زمان) غيرثابت و يك جواب تناوبي همگن مكاني)، مدارهاي هتروكلينيك (اتصال يك جواب تناوبي ناهمگن مكاني به يك حالت پايدار (جواب مستقل از زمان) غيرثابت يا يك جواب تناوبي همگن مكاني، اتصال يك جواب تناوبي همگن مكاني به حالتهاي پايدار (جواب مستقل از زمان) غيرثابت و بالعكس) را به نمايش بگذارد. در نهايت، شبيهسازيهاي عددي ديناميكهاي پيچيده را نشان داده و نتايج نظري را تاييد ميكنند.
چكيده انگليسي :
Dangerous tipping points and catastrophic transitions in ecosystems have recently been popular for detecting early warning signals in ecology. B-tipping is induced by bifurcation such as spatial pattern formation resulting from Turing instability. As one of the most important models in predator-prey interactions, we extend the Bazykin model to incorporate diffusive movement under homogeneous Neumann boundary conditions. For the local model, we provide some preliminary analysis on stability and Hopf bifurcation. For the reaction-diffusion model, we first improve some sufficient conditions for the local and global stability of a semi-trivial constant steady state or a unique positive constant steady state in Du and Lou (2001) .
Next we obtain the sufficient and necessary conditions for Turing instability, show the existence of Turing bifurcation, Hopf bifurcation, Turing-Turing bifurcation, Turing-Hopf bifurcation and Turing-Turing-Hopf bifurcation, and the nonexistence of triple-Turing bifurcation. Our results reveal that the model can exhibit complex spatial, temporal and spatiotemporal patterns, including complex regime shifts and critical transitions at bifurcation points, transient states (spatially inhomogeneous periodic solutions), tristability (a pair of non-constant steady states and a spatially homogeneous periodic solution), heteroclinic orbits (connecting a spatially inhomogeneous periodic solution to a non-constant steady state or a spatially homogeneous periodic solution, connecting a spatially homogeneous periodic solution to non-constant steady states and vice versa). Finally, numerical simulations illustrate complex dynamics and verify our theoretical results.
استاد راهنما :
رسول عاشقي حسين آبادي
استاد داور :
حميدرضا مرزبان , رسول كاظمي