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关于(mathbb{R}^2)中反应扩散系统周期斑点模式稳定性阈值的精确估计。 (英语) 兹比尔1382.35134

小结:在渐近大扩散比(mathcal{O}(epsilon{-2})\gg 1)的极限下,对于(mathbb{R}2)中的某些双组分反应扩散系统(RD),已知存在局部斑点的稳态空间周期模式,其中斑点集中在Bravais晶格的晶格点。对于Schnakenberg RD模型,当扩散率比超过某一临界阈值时,这种局部周期斑点图案是线性不稳定的。然而,由于该临界阈值具有对数规范幂次的无穷阶对数级数(nu\equiv-1/\log\epsilon),除非非常小,否则该级数的低阶截断预计与真正的稳定性阈值非常不一致。为了克服这一困难,提出并实现了一种混合渐近-数值方法,其效果是将此无穷阶对数展开求和为稳定性阈值。这种混合方法的数值实现主要依赖于获得简化波算子的Bloch-Green函数正则部分的快速收敛无穷级数表示。对与正六边形晶格上周期斑点图案相关的稳定阈值的混合方法的数值结果与作者的两项渐近结果进行了比较[J.非线性科学24,No.5,857-912(2014;Zbl 1334.35347号)]. 正如预期的那样,两项结果和混合结果之间的差异相当大,但只是适度的小。设计了一种相关的混合方法,用于精确地近似(mathbb{R}^2)中Gray-Scott RD系统与局部斑点的周期模式相关的稳定性阈值。

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35K57型 反应扩散方程
35公里40 二阶抛物线系统
35B10型 PDE的周期性解决方案
35B35型 PDE环境下的稳定性
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿布拉莫维茨,M。;Stegun,I.,《数学函数手册》,(1970年),多佛出版社:多佛出版社,纽约·Zbl 0171.38503号
[2] 阿什克罗夫特,N。;Mermin,N.,《固体物理学》,霍尔特出版社,(1976年),莱因哈特和温斯顿:莱因哈特·温斯顿出版社,美国北卡罗来纳州·Zbl 1118.82001号
[3] Beylkin,G。;库茨,C。;Monzón,L.,Helmholtz-Green函数的快速算法。,程序。R.Soc.A,464,3301-3326,(2008年)·Zbl 1186.65155号 ·doi:10.1098/rspa.2008.0161
[4] 陈,X。;Oshita,Y.,模函数在非局部变分问题中的应用,Arch。定额。机械。分析。,186, 109-132, (2007) ·Zbl 1147.74024号 ·doi:10.1007/s00205-007-0050-z
[5] Chen,W。;Ward,M.J.,《二维Gray-Scott模型中局部斑点模式的稳定性和动力学》,SIAM J.Appl。动态。系统。,10, 582-666, (2011) ·Zbl 1223.35033号 ·doi:10.1137/09077357X
[6] Doelman,A。;加德纳,R.A。;Kaper,T.,反应扩散方程中的大稳定脉冲解。,印第安纳大学数学。J.,50,443-507,(2001)·Zbl 0994.35058号 ·doi:10.1512/iumj.2001.50.1873
[7] Doelman,A。;加德纳,R.A。;Kaper,T.,Gray-Scott模型一维模式的稳定性指数分析。,AMS回忆录,155,(2002)·Zbl 0994.35059号
[8] Hormozi,S.&Ward,M.J.(2014)计算二维低雷诺数流动阻力系数的混合渐近-数值方法。出现,J.工程数学。30页。http://link.springer.com/article/10.1007/s10665-014-9701-x。 ·Zbl 1365.76273号
[9] 铁,D。;沃德,M.J。;Wei,J.,一维Gierer-Meinhardt模型尖峰解的稳定性。,《物理D》,150,25-62,(2001)·Zbl 0983.35020号 ·doi:10.1016/S0167-2789(00)00206-2
[10] 铁,D。;Rumsey,J。;沃德,M.J。;Wei,J.,(mathbb{R}2)中反应扩散系统局域点的对数展开和周期模式的稳定性,《非线性科学》,24,564-627,(2014)·Zbl 1334.35347号
[11] 科洛科尔尼科夫,T。;沃德,M.J。;Wei,J.,Spot二维域中Schnakenberg模型的自我复制和动力学。,非线性科学杂志。,19, 1-56, (2009) ·Zbl 1178.35039号 ·数字对象标识代码:10.1007/s00332-008-9024-z
[12] Kolokolnikov,T。;Titcombe,M.S。;Ward,M.J.,在具有小陷阱的域中优化拉普拉斯算子的基本Neumann特征值。,Eur.J.应用。数学。,16, 161-200, (2005) ·邮编1090.35070 ·doi:10.1017/S0956792505006145
[13] Krichever,I.M.,二维周期算符的谱理论及其应用。,俄罗斯数学。调查。,44, 145-225, (1989) ·Zbl 0699.35188号
[14] Kropinski,M.C。;沃德,M.J。;Keller,J.B.,计算低雷诺数流过对称圆柱体的混合渐近数值方法。,SIAM J.应用。数学。,55, 1484-1510, (1995) ·Zbl 0854.76028号 ·doi:10.1137/S00361399994271078
[15] Kuchment,P.,《偏微分方程的Floquet理论》(1993),Birkhauser:Birkhause,巴塞尔·Zbl 0789.35002号
[16] Kropinski,M.C。;Lindsay,A。;Ward,M.J.,一些线性和非线性双调和特征值问题局部解的渐近分析。,螺柱应用。数学。,126, 347-408, (2011) ·Zbl 1219.35043号 ·文件编号:10.1111/j.1467-9590.2010.00507.x
[17] Linton,C.M.,亥姆霍兹方程的晶格和。,SIAM版本,52,630-674,(2010)·Zbl 1208.78016号 ·数字对象标识码:10.1137/09075130X
[18] Moroz,A.,亥姆霍兹方程和拉普拉斯方程的准周期格林函数。,《物理学杂志》。A: 数学。Gen.,39,11247-11282,(2006)·Zbl 1149.35004号 ·doi:10.1088/0305-4470/39/36/009
[19] 穆拉托夫,C。;Osipov,V.V.,Gray-Scott模型中的静态峰值自晶体。,《物理学杂志》。A: 数学将军,338893-8916,(2000)·兹比尔1348.92178 ·doi:10.1088/0305-4470/33/48/321
[20] 穆拉托夫,C。;Osipov,V.V.,二维Gray-Scott模型中的Spike自晶体和模式形成场景。,欧洲物理学会。J.B,22,213-221,(2001)·doi:10.1007/s100510170129
[21] 穆拉托夫,C。;Osipov,V.V.,Gray-Scott模型中静态峰值自溶体的稳定性。,SIAM J.应用。数学。,62, 1463-1487, (2002) ·Zbl 1012.35042号 ·doi:10.1137/S0036139901384285
[22] Nishiura,Y.(2002)《Far-From平衡动力学》,数学专著翻译,第209卷,AMS出版物,罗德岛普罗维登斯,1903642·Zbl 1013.37001号
[23] Piessens,R.(2000)汉克尔变换。收录人:Poularikas,A.D.(编辑),《转换和应用手册》,第二版,CRC Press LLC,Boca Raton。doi:10.1201/9781420036756·doi:10.1201/9781420036756
[24] 皮莱,S。;沃德,M.J。;皮尔斯,A。;Kolokolnikov,T.,狭义逃逸问题平均首次通过时间的渐近分析:第一部分:二维域。,SIAM多尺度模型。模拟。,8, 803-835, (2010) ·Zbl 1203.35023号 ·doi:10.1137/090752511
[25] 罗扎达,I。;Ruuth,S。;Ward,M.J.,球面上布鲁塞尔函数局部斑点模式的稳定性。,SIAM J.应用。动态。系统。,13, 564-627, (2014) ·Zbl 1302.35033号 ·数字对象标识代码:10.1137/130934696
[26] Van Der Ploeg,H。;Doelman,A.,一类奇摄动反应扩散方程中空间周期脉冲模式的稳定性。,印第安纳大学数学。J.,54,1219-1301,(2005)·Zbl 1083.35011号 ·doi:10.1512/iumj.2005.54.2792
[27] 瓦纳,V.K。;爱泼斯坦,I.R.,反应扩散系统中的局部化模式。,混沌,1737110,(2007)·兹比尔1163.37381 ·doi:10.1063/1.2752494
[28] 弗拉迪米罗夫,A.G。;麦克斯利,J.M。;Skryabin,D.S。;Firth,W.J.,驱动光学腔中孤立结构的二维簇,Phys。E版,65,046606,(2002)·doi:10.1103/PhysRevE.65.046606
[29] Ward,M.J.和Kropinski,M.C.(2010)流体力学和相关系统中PDE问题的渐近方法,在二维域中具有强局部扰动。在:流体力学中的渐近方法:调查和结果。CISM国际机械科学中心第523卷,第23-70页·Zbl 1419.76535号
[30] 沃德,M.J。;亨肖,W.D。;Keller,J.,奇异摄动特征值问题的对数展开求和。,SIAM J.应用。数学。,53, 799-828, (1993) ·Zbl 0778.35082号 ·doi:10.1137/0153039
[31] 沃德,M.J。;Wei,J.,一维Gierer-Meinhardt模型尖峰解的Hopf分岔和振荡不稳定性。,非线性科学杂志。,13, 209-264, (2003) ·Zbl 1030.35011号 ·doi:10.1007/s00332-002-0531-z
[32] Wei,J.,关于Gierer-Meinhardt系统的单内尖峰解:唯一性和稳定性估计。,Eur.J.应用。数学。,10, 353-378, (1999) ·Zbl 1014.35005号 ·doi:10.1017/S0956792599003770
[33] 魏杰。;Winter,M.,《二维Gierer-Meinhardt系统的Spikes:弱耦合情形》。,非线性科学杂志。,11, 415-458, (2001) ·Zbl 1141.35345号 ·doi:10.1007/s00332-001-0380-1
[34] 魏杰。;Winter,M.,中Gray-Scott模型多点解的存在性和稳定性。,《物理学D》,176147-180,(2003)·Zbl 1014.37036号 ·doi:10.1016/S0167-2789(02)00743-1
[35] Wei,J。;Winter,M.,反应扩散系统的固定多点。,数学杂志。生物学,57,53-89,(2008)·Zbl 1141.92007号 ·doi:10.1007/s00285-007-0146-y
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