通过一个非常简单的论点,我们表明,对于只包含双分子步骤的化学反应机制,双分子步骤对物质流动开放,因此只有两个时间依赖的浓度(X(X)Y(Y)),稳态是鞍点、中心或稳定的节点或焦点。对于包含三分子步骤的机制,我们确定了两个可能导致不稳定性的过程:A+2X→3X和2X+Y→3X。A保持恒定浓度的自催化步骤A+2X→3X是爆炸性的,即使不是不可能,也很难基于这种不稳定性获得极限循环振荡,尽管我们给出了包含该步骤的机制中保守振荡的有趣例子。已经存在一种特征明确的机制,允许极限环振荡,其取决于失稳自限自催化步骤2X+Y→3X,这些结果表明这是化学极限环振荡的最简单示例。当化学反应与扩散过程耦合时,我们还发现对于双分子动力学,节点和焦点是稳定的。

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其中一个定理是Levinson和Smith的定理(见参考文献23b,第103页),它为一个变量中一类非常普遍的二阶常微分方程的极限环振荡提供了充分条件。不幸的是,当人们试图将化学动力学问题的两个耦合的一阶DE重写为一个二阶DE时,代数很快就失控了。Kolmogorov提出了一个定理(见参考文献23b,第69页),该定理规定了两个耦合一阶DE系统中可能出现极限环的条件。但他假设了他的DE的一种形式(通过考虑生态振荡而提出),这种形式不足以描述化学系统的速率方程。此外,在本文中,我们不是在寻找振荡的充分条件,而是在寻找最简单的振荡机制的必要条件。
25.
人们可以发明一种机械,使化学物质以与浓度无关的恒定速率被破坏,但这种过程并不是典型的化学系统,我们将忽略它们。有时,当采用近似方法来简化含有许多中间体的复杂机制时,可能会出现一种化学物质以恒定的速度消失(如图灵的机制之一,参考文献10)。但这样一个术语不能涵盖所有的相空间(笛卡尔, …,X(X),Y(Y),X(X)空间),否则成分浓度可能会变为负值。
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参考27,表二。
29.
为了说明交叉扩散常数必须有多大才能使HSS不稳定,请考虑具有所有速率常数的Volterra‐Lotka振荡器(II)和A=1。那么中心在(X)0 = 1,是0 = 1).1>0(一)2 = 0,以便d日1>0.我们唯一不稳定的机会是d日2<0,只有当平均交叉扩散常数大于平均自扩散常数时,真实κ才会发生这种情况!特别是,如果D类YX公司>D类XY公司那么,(D)YX公司+D类XY公司)/2> (D)X(X)D类Y(Y))1/2;如果D类YX公司<DXY公司,然后(D)YX公司D类XY公司)1/2>(D)X(X)D类Y(Y))1/2.
30
Routh‐Hurwitz标准是不稳定的必要和充分条件;参见F.R.Gantmacher,矩阵理论(切尔西,纽约,1960年)。在这种情况下,当且仅当B类2−B(4A+1)(A2−1)−[(A2+1)2(4A+1)+(A2+1)2+A类2(4A+1)2−A2]>0.对于A=1,我们一定有B<(195)1/2/2 = 6.98.
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