Tony Wong(托尼·王);Michael J.沃德。 奇异摄动反应扩散系统局域点花生形形变的弱非线性分析。 (英语) Zbl 1472.35026号 SIAM J.应用。动态。系统。 2030-2058(2020)第3期第19页. 摘要:在大扩散比的奇异极限下,各种双组分反应扩散系统都会出现空间局部化的二维斑点图案。众所周知,这种局部化的远场平衡模式表现出广泛的不同不稳定性,如呼吸振荡、点湮灭和点自我复制行为。先前对Schnakenberg和Brusselator系统的数值模拟表明,局部斑点的局部花生形线性不稳定性是引发完全非线性斑点自我复制事件的机制。从局域光斑形状变形的弱非线性理论的发展和实现出发,通过正规形式的振幅方程表明,对于Schnakenberg和Brusselator反应扩散系统,稳态光斑解的花生形线性不稳定性总是次临界的。利用全局分岔软件pde2path对弱非线性理论进行了验证[H.尤克等,数字。数学。,理论方法应用。7,第1期,58–106页(2014年;Zbl 1313.65311号)]数值计算从对称破缺分岔点出发的不稳定、非径向对称、稳态点解分支。 引用于6文件 MSC公司: 35B25型 偏微分方程背景下的奇异摄动 35立方厘米32 PDE背景下的分歧 35立方厘米36 PDE背景下的模式形成 35B60毫米 PDE解决方案的延续和延长 35K51型 二阶抛物型方程组的初边值问题 35K57型 反应扩散方程 37G05号 动力系统的范式 65页30 数值分歧问题 关键词:振幅方程;亚临界分岔;稳态光斑的花生形线性不稳定性;全局分岔软件pde2path 引文:Zbl 1313.65311号 软件:pde2路径 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{T.Wong}和\textit{M.J.Ward},SIAM J.Appl。动态。系统。2030年3月19日-2058年(2020年;兹bl 1472.35026) 全文: 内政部 arXiv公司 参考文献: [1] Y.A.Astrov和H.G.Purwins,带高欧姆电极的平面气体放电系统中耗散孤子的自发分裂,Phys。莱特。A、 358(2006),第404-408页·Zbl 1142.82392号 [2] D.Avitabile、V.Brena-Medina和M.J.Ward,植物毛发起始模型中的斑点动力学,SIAM J.Appl。数学。,78(2018),第291-319页·Zbl 1383.92048号 [3] T.K.卡拉汉,O(3)对称的图灵图案,物理学。D、 188(2004),第65-91页·Zbl 1045.37050号 [4] W.Chen和M.J.Ward,二维Gray-Scott模型中局部斑点模式的稳定性和动力学,SIAM J.Appl。动态。系统。,10(2011年),第582-666页·Zbl 1223.35033号 [5] M.Cross和P.Hohenburg,《平衡外的模式形成》,《现代物理学评论》。,65(1993),第851-1112页·兹比尔1371.37001 [6] P.W.Davis、P.Blanchedeau、E.Dullos和P.De Kepper,反应扩散系统中的分裂斑点、化学花和图案岛屿,J.Phys。化学。A、 102(1998),第8236-8244页。 [7] A.Doelman、R.A.Gardner和T.J.Kaper,一维Gray-Scott模型中奇异模式的稳定性分析:匹配渐近方法,Phys。D、 122(1998),第1-36页·Zbl 0943.34039号 [8] S.Ei、Y.Nishiura和K.Ueda,分裂还是边缘分裂耗散系统中的一种分裂方式,Jpn。J.工业应用。数学。,18(2001),第181-205页·Zbl 0983.35061号 [9] D.Gomez、L.Mei和J.Wei,Gray-Scott系统和Schnakenberg系统的稳定和不稳定周期尖峰解,J.Dynam。微分方程,32(2020),第441-448页·Zbl 1437.35054号 [10] E.Knobloch,耗散系统中的空间局部化,年。修订版凝聚态物理。,6(2015),第325-359页。 [11] T.Kolokolnikov、F.Paquin-Lefebvre和M.J.Ward,一维Gierer-Meinhardt和Schnakenberg模型尖峰模式的竞争不稳定性是次临界的,非线性,已提交,30页。 [12] T.Kolokolnikov、M.Ward和J.Wei,《一维Gray-Scott模型中尖峰平衡的稳定性:脉冲分裂机制》,Phys。D、 202(2005),第258-293页·Zbl 1136.35003号 [13] T.Kolokolnikov,M.J.Ward和J.Wei,一维反应扩散系统的脉冲分裂,Stud.Appl。数学。,114(2005),第115-165页·Zbl 1145.35401号 [14] T.Kolokolnikov、M.J.Ward和J.Wei,二维域中Schnakenberg模型的斑点自复制和动力学,J.Nonlinear Sci。,19(2009),第1-56页·Zbl 1178.35039号 [15] K.J.Lee、W.D.McCormick、J.E.Pearson和H.L.Swinney,反应扩散系统中自我复制点的实验观察,《自然》,369(1994),第215-218页。 [16] K.J.Lee和H.Swinney,反应扩散系统中的层状结构和自复制点,Phys。E版,51(1995),第1899-1915页。 [17] P.C.Matthews,具有O(3)对称性的跨临界分岔,非线性,16(2003),第1449-1471页·Zbl 1047.37035号 [18] P.C.Matthews,球体上的图案形成,物理学。E版,67(2003),036206·Zbl 1084.37045号 [19] C.Muratov和V.V.Osipov,《Gray-Scott模型中的静态峰值自闭症》,J.Phys。A、 33(2000年),第8893-8916页·Zbl 1348.92178号 [20] C.Muratov和V.V.Osipov,《二维Gray-Scott模型中的Spike自体和模式形成场景》,《欧洲物理学》。J.B,22(2001),第213-221页。 [21] Y.Nishiura,Far-from平衡动力学,Transl。数学。单声道。209,美国数学学会,普罗维登斯,RI,2002年·Zbl 1013.37001号 [22] Y.Nishiura和D.Ueyama,《自我复制动力学的骨架结构》,Phys。D、 130(1999),第73-104页·Zbl 0936.35090号 [23] Y.Nishiura、T.Teramoto和K.I.Ueda,耗散系统中旅行点的散射,混沌,15(2005),047509·Zbl 1144.37393号 [24] F.Paquin-Lefebrve、W.Nagata和M.J.Ward,二维耦合体-表面反应扩散系统中的模式形成和振荡动力学,SIAM J.Appl。动态。系统。,18(2019),第1334-1390页·Zbl 1428.37071号 [25] J.E.Pearson,《简单系统中的复杂模式》,《科学》,216(1993),第189-192页。 [26] I.Prigogine和R.Lefever,耗散系统中的对称破缺不稳定性。二、 化学杂志。物理。,48(1968),第1695页。 [27] W.N.Reynolds、S.Ponce-Dawson和J.E.Pearson,反应扩散系统中的自我复制点,Phys。E版,56(1997),第185-198页。 [28] I.Rozada、S.Ruuth和M.J.Ward,球面上布鲁塞尔人局部斑点图案的稳定性,SIAM J.Appl。动态。系统。,13(2014),第564-627页·Zbl 1302.35033号 [29] T.Teramoto、K.Suzuki和Y.Nishiura,耗散系统中旅行点的旋转运动,物理学。E版,80(2009),046208。 [30] P.Trinh和M.J.Ward,《球面上反应扩散系统局部斑点模式的动力学》,《非线性》,29(2016),第766-806页·Zbl 1338.35248号 [31] A.Turing,《形态发生的化学基础》,Philos。事务处理。罗伊。Soc.伦敦Ser。B、 327(1952),第37-72页·Zbl 1403.92034号 [32] J.Tzou和M.J.Ward,开放系统对2D Brusselator模型中斑点模式的存在、稳定性和动力学的影响,Phys。D、 373(2018),第13-37页·Zbl 1392.35039号 [33] J.Tzou、S.Xie、T.Kolokolnikov和M.J.Ward,3D Schnakenberg反应扩散模型局部斑点模式的稳定性和慢动力学,SIAM J.Appl。动态。系统。,16(2017),第294-336页·Zbl 1434.35019号 [34] H.Uecker、D.Wetzel和J.D.Rademacher,pde2path-用于二维椭圆系统中的延拓和分岔的Matlab包,Numer。数学。理论方法应用。,7(2014年),第58-106页·Zbl 1313.65311号 [35] D.Ueyama,一维Gray-Scott模型中自我复制模式的动力学,北海道数学。J.,28(1999),第175-210页·Zbl 0987.34031号 [36] V.K.Vanag和I.R.Epstein,反应扩散系统中的局部模式,《混沌》,17(2007),037110·Zbl 1163.37381号 [37] F.Veerman,奇摄动反应扩散系统中的呼吸脉冲,非线性,28(2015),第2211-2246页·兹比尔1335.37054 [38] D.Walgraef,《时空模式形成》,《物理、化学和材料科学示例》,纽约斯普林格出版社,1997年,第306页。 [39] M.J.Ward,《斑点、陷阱和补丁:一些线性和非线性扩散过程局部解的渐近分析》,《非线性》,31(2018),R189·Zbl 1393.35106号 [40] J.Wei和M.Winter,Gray-Scott模型多点解的存在性和稳定性,(mathbb{R}^2),Phys。D、 176(2003),第147-180页·Zbl 1014.37036号 [41] J.Wei和M.Winter,反应扩散系统的静态多点,J.Math。生物学,57(2008),第53-89页·Zbl 1141.92007号 [42] J.Wei和M.Winter,生物系统模式形成的数学方面,应用。数学。科学。189,施普林格,查姆,2014年·Zbl 1295.92013年 [43] R.Wittenberg和P.Holmes,正规形式的有限有效性:布鲁塞尔偏微分方程局部分支研究的批判性回顾和扩展,物理学。D、 100(1997),第1-40页·Zbl 0893.34027号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。