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使用Poincaré-Hopf和流形理论对网络双病毒流行病模型进行平衡分析。 (英语) Zbl 1528.34042号

摘要:本文考虑了一个确定性的易感感染双病毒(SIS)网络双病毒疫情模型(简称双病毒模型),其中两个相互竞争的病毒通过一组由两个图连接的种群(节点)传播,如果两个病毒具有不同的传播途径,则可能会有所不同。网络动力学可以产生复杂的平衡模式,目前的大多数结果确定了模型参数上的条件,以收敛到健康平衡(两种病毒都灭绝)或边界平衡(一种病毒是地方性的,另一种病毒灭绝)。然而,对于共存平衡(两种病毒都是地方性的)只有有限的结果。本文建立了一组“计数”结果,这些结果提供了共存平衡数的下限,也许更重要的是,建立了这些平衡的局部稳定性/不稳定性的性质,我们使用了庞加莱-霍普夫定理,但进行了重大修改,以克服双病毒系统模型带来的一些挑战,例如系统动力学不会在应用庞加莱-霍普夫理论所需的典型意义上在流形上演化。随后,在合理假设双病毒系统是Morse-Smale动力系统的前提下,利用Morse不等式对计数结果进行了收敛。给出了数值例子,证明了多重吸引子平衡和多重共存平衡的存在。

MSC公司:

34C60个 常微分方程模型的定性研究与仿真
92天30分 流行病学
34二氧化碳 积分曲线、奇点、常微分方程极限环的拓扑结构
34D20型 常微分方程解的稳定性
34D05型 常微分方程解的渐近性质
34立方厘米 涉及常微分方程的单调系统
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