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球面上布鲁塞尔函数局部斑点模式的稳定性。 (英语) Zbl 1302.35033号

摘要:在渐近小扩散比({\epsilon}^2)的奇摄动极限下,分析了单位球面上Brusselator反应扩散模型局部准平衡多点模式的存在性和稳定性。利用形式渐近方法导出了表征准平衡斑点模式的非线性代数系统,并提出了控制斑点模式对三种“快速”({mathcal O}(1))时间尺度不稳定性稳定性的特征值问题:自复制、竞争、,斑点振幅的振荡不稳定性。然后用简单的数值方法研究非线性代数系统和谱问题,重点是斑点具有共同振幅的特殊情况。总的来说,理论框架提供了斑点模式存在性和稳定性的混合渐近数字表征,该斑点模式在所有对数校正项内以\(nu={-1/\log{\epsilon}}\)的幂渐近正确。从引入阶分析出发,在缓蚀剂扩散系数渐近较大的情况下,通过对一类新的非局部特征值问题(NLEP)的分析,得到了竞争不稳定性和振荡不稳定性的一些严格结果。用最近点法对球面上的Brusselator PDE系统进行了完整的数值计算,验证了斑点图案稳定性的理论结果。

MSC公司:

35B25型 偏微分方程背景下的奇异摄动
35K57型 反应扩散方程
35B36型 PDE背景下的模式形成
35P05号 偏微分方程线性谱理论的一般主题
35B32型 PDE背景下的分歧
35B35型 PDE环境下的稳定性
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