具时滞反馈的Schnakenberg模型的分支分析

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Schnakenberg反应扩散模型描述的是化学反应中的一种自催化反应,对这个模型的动力学性质许多学者都进行了研究,并且得到了一些很好的结果。尽管反应扩散系统已受到许多学者的关注,但是对其具时滞反馈的动力学行为的研究还不是很完善。  时滞反馈能使不稳定的平衡点和周期解变得稳定,因此当反应扩散系统具时滞反馈时,系统平衡点的稳定性可能会发生变化。利用分支理论对Schnakenberg反应扩散模型作出定量或定性的描述,可以使研究者缩小选取参数的范围,得出最优研究方案,从而有效的控制化学反应。基于上述原因,本文研究了具时滞反馈的Schnakenberg模型平衡点的稳定性和Hopf分支问题。  本文主要分成四个部分:第一部分介绍了课题的来源和研究的意义,以及Schnakenberg模型的研究现状。第二部分以时滞为分支参数,研究了具反应扩散项和不具反应扩散项的Schnakenberg模型,通过分析平衡点线性部分对应特征方程根的分布情况,得到了其稳定性以及产生Hopf分支的充分条件。第三部分运用中心流形理论和规范型方法,研究了具时滞反馈的Schnakenberg反应扩散系统在正平衡点处Hopf分支方向和分支周期解的稳定性,并给出了计算表达式。第四部分利用Matlab软件进行数值模拟来支持本文的理论分析结果。
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