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具有交叉扩散的五阶FitzHugh-Nagumo模型中的非线性波:波前、脉冲和波列。 (英语) Zbl 1460.35202号

摘要:我们研究了一个三稳态分段线性反应扩散系统,它近似于五次FitzHugh-Nagumo模型,具有相反符号的线性交叉扩散项。描述了具有振荡尾的基本非线性波,即波前、脉冲和波列。这些波的分析结构是基于双稳态情况的结果[第一作者等人,“具有交叉扩散的可激励系统中的波动前沿和速度分叉”,Phys.Rev.E(3)77,第3期,文章ID 036219,第6页。(2008;doi:10.1103/PhysRevE.77.036219); “具有交叉扩散的双稳态反应扩散系统中的振荡脉冲和波列”,同上,95,第1号,文章ID 012203,9 p.(2017;10.1103/物理版次E.95.012203)]分别用于前沿和脉冲和波列]。此外,这些结构允许我们描述三稳态系统特有的新波。最有趣的是具有锯齿形轮廓的脉冲解,即亮暗脉冲,与类似形状的光孤子类似。数值模拟表明,该波在具有非对称阈值的系统中是稳定的;当阈值对称时,不存在稳定的亮暗脉冲。在后一种情况下,脉冲分裂成三稳前沿和双稳前沿,以不同的速度传播。这种现象与三稳态系统中波行为的一个具体特征有关,即传播的多波状态,即在相同的模型参数值下,具有不同轮廓形状和传播速度的多个波共存。
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35K57型 反应扩散方程
35B36型 PDE背景下的模式形成
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