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潘晓敏；Soomin Chun先生；Choi，Jung-Il先生

基于单片投影的高效方法求解趋化因子驱动的生物转化问题。 （英语） 兹比尔1524.76268

计算。数学。申请。 84, 166-184 (2021).
摘要：我们提出了一种基于非迭代整体投影的方法来研究依赖于时间的趋化因子驱动的生物转化问题的非线性动力学。在所提出的方法中，所有项在时间上均采用Crank-Nicolson格式，在空间上采用二阶中心差分。采用线性化、近似块上下分解和近似因子分解技术来提高计算效率，同时保持二阶时间精度。我们对准同源生物碰撞、二维强制趋化生物碰撞和二维趋化驱动生物碰撞进行了数值模拟，以测试所提方法的数值性能。结果表明，所提出的方法提供的预测与以前的工作一致。此外，它在时间上保持了二阶精度，显著降低了时间步长限制，提高了计算效率。最后，利用该方法研究了具有不同特征细菌浓度和培养箱深度的趋化驱动生物转化问题的非线性动力学。根据流体和细菌运动将其分为四种状态：稳定浅琥珀、不稳定浅琥珀，不稳定深琥珀和混沌深琥珀流动。我们展示了在随机初始条件下下落羽流及其周围流体运动的形成和合并，以及它们向静止或混沌细菌羽流的收敛。为了跟踪整个考虑域上的动力学状态，我们设计了归一化方差和峰度，分别反映了混沌情况下羽流和间歇性的形成和合并。此外，还进行了后验分类，粗略概述了不同制度的特征。

引用于9文件

MSC公司：

76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
92立方厘米 细胞运动（趋化性等）
76Z05个 生理流量
92年第35季度 与生物、化学和其他自然科学相关的PDE

关键词：

基于整体投影的方法；趋化因子驱动的生物转化；二阶时间精度；数值稳定性

软件：

FFTW公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit｛X.Pan｝等人，计算机。数学。申请。84、166——184（2021年；Zbl 1524.76268）
全文： 内政部

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