一类具自由扩散和交错扩散的传染病模型分析

摘要

传统看来，流行病学和生态学是两个相互独立的研究领域，但是它们之间有着很大的联系.在自然界中我们经常会发现流行病学已经渗透到生态学领域中，从而使其动力系统发生很大改变.如稳定性的改变，解的存在性以及震荡问题改变等等.另外，人为的捕捞量在寄主-宿主系统中也起着至关重要的作用，合理的捕捞量可以消灭捕食系统宿主中的寄主.
　　 基于此，本文中我们研究了疾病在捕食系统中的传播情况，并讨论相应的具齐次Neumann边界条件反应扩散方程组的平衡解的渐进性质.
　　 第一章简要介绍相关工作的背景和发展概况，并阐述本文的研究内容.
　　 第二章给出了该抛物问题解的先验估计及常微分系统稳态解存在的充分条件和渐近状态.
　　 第三章用特征子空间的分解和线性化方法讨论具有自由扩散偏微分系统各平衡点解的局部稳定性，进一步地，我们给出了偏微分系统在平衡点的全局稳定性.我们还讨论了自由扩散系数对系统平衡解稳定性的影响，我们的结果表明：当扩散系数满足一定条件时，对于正平衡解来说，在常微分系统局部渐近稳定的条件下，自由扩散系数的引入导致了系统不稳定.
　　 第四章我们引入了交错扩散系数来讨论系统在平衡点处的稳定性变化，给出因交错扩散系数而引起系统不稳定的相关条件.我们的结果表明，引入交错扩散系数，可以使在原自扩散动力学系统中稳定的平衡解变得不稳定.
　　 第五章通过数值模拟和一些讨论来说明我们的结论.

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1种群生物学简介

1.2传染病动力学简介

1.3本文的主要研究任务及相关研究工作的发展简介

2常微分系统局部稳定性

2.1解的先验估计

2.2平衡解的存在性

2.3平衡解的渐近性质

3具自由扩散PDE系统平衡解稳定性和不稳定性

3.1平衡解的局部渐近稳定性

3.2 PDE系统半平衡解E1，E2全局稳定性

4具交错扩散系统平衡解的稳定性状态

5数值模拟

5.1关于平衡解的稳定性

5.2关于正平衡解E*局部不稳定性

参考文献

致谢