Global Bifurcation Structure of Nonlinear Dynamics of Domain Motion
域运动非线性动力学的全局分岔结构
基本信息
- 批准号:09640303
- 负责人:
- 金额:$ 1.92万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:1997
- 资助国家:日本
- 起止时间:1997 至 1998
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In this research project, we deal with the dynamics of domain formed by pulse solutions of the fllowing bistable system of reaction-diffusion equations :epsilontauu_1=epsilon^2u_<xx>+f(u, v), v=v_<xx>+g(u, v), where 0 < epsilon << 1 is a layer parameter and 0 < tau a relaxation one.In a joint work with Prof. Hideo Ikeda (Toyama Univ.), we have studied the bifurcation phenomena of standing pulse solutions of the above system by adopting tau as a controllable parameter. It is shown that there exist two types of destabilization of standing pulse solutions when tau decreases. One is the appearance of traveling pulse solutions through the static bifurcation and the other is that of in-phase brealbers via the Hopf bifurcation. The order of these two destabilization is discussed for piecewise-linear nonlinearitics f and g.Another joint work with Prof. Hideo Ikeda and Prof. Masayasu Mimura (Hiroshima Univ.) is devoted to the study of global bifurcation structure of standing and traveling pulse solutions of the above system. The simplification of piecewise-linear nonlinearity enables us to reveal the global branch of traveling pulse solutions. Using the singular limit analysis as epsilon * 0, the appearance of the Hopf bifurcation point on the branch is shown, from which stable propagating pulse solutions with oscillating layers (travelling breathers) arise numerically. Moreover, we have shown that(1)All traveling pulse solutions unstably bifurcate from standing pulse solutions,(2)All traveling pulse solutions bifurcated from standing pulse solutions recover their stability through the saddle-node bifurcation and the Hopf bifurcation, and they become stable for sufficiently small tau> 0.
在这个研究项目中,我们处理反应扩散方程的流动双稳态系统的脉冲解形成的域的动力学:epsilontauu_1=epsilon^2u_<xx>+f(u, v), v=v_<xx>+ g(u, v),其中 0 < epsilon << 1 是层参数,0 < tau 是松弛参数。与 Hideo Ikeda 教授合作(富山大学),我们采用tau作为可控参数,研究了上述系统驻脉冲解的分岔现象。结果表明,当tau减小时,驻脉冲解存在两种类型的失稳。一种是通过静态分岔出现行进脉冲解,另一种是通过 Hopf 分岔出现同相断裂。对于分段线性非线性 f 和 g,讨论了这两种失稳的阶数。与 Hideo Ikeda 教授和 Masayasu Mimura 教授(广岛大学)的另一项合作致力于研究驻波和行波解的全局分岔结构上述系统的。分段线性非线性的简化使我们能够揭示行进脉冲解决方案的全局分支。使用 epsilon * 0 的奇异极限分析,显示了分支上 Hopf 分岔点的外观,从中可以在数值上产生具有振荡层(移动呼吸器)的稳定传播脉冲解。此外,我们还证明:(1)所有行波解都从驻波脉冲解不稳定分叉,(2)所有行波脉冲解从驻波脉冲解分叉,通过鞍结分叉和Hopf分叉恢复稳定性,并变得稳定对于足够小的 tau > 0。
项目成果
期刊论文数量(47)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
H.Ikeda: "Global structure of travelling pulse solutions in some reaction-diffusion systems." Tohoku Mathematical Publications. 8巻. 85-92 (1998)
H. Ikeda:“某些反应扩散系统中行进脉冲解的全局结构”,东北数学出版物,第 8 卷,85-92 (1998)。
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
T.Ikeda: "Puarallel computation of spots-and-stripes patterns formed by motile bacteria" Proceedings of Third China-Japan Joint Seminar on Numerical Mathematics. 57-72 (1998)
T.Ikeda:“运动细菌形成的斑点和条纹图案的并行计算”第三届中日数值数学联合研讨会论文集。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
T.Ikeda: "Parallel computation of spots-and-stripes patterns formed by motile bacteria" Proceedings of Third China-Japan Joint Seminar on Numerical Mathematics. 57-72 (1998)
T.Ikeda:“运动细菌形成的斑点和条纹图案的并行计算”第三届中日数值数学联合研讨会论文集。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
H.Ikeda: "Bifurcation phenomena from standing pulse solutions of bistable reaction-diffusion systems" to appear in Journal of Dynamics and Differential Equations.
H.Ikeda:“双稳态反应扩散系统的驻脉冲解的分岔现象”将发表在《动力学与微分方程杂志》上。
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- 发表时间:
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- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
X-Y Chen: "Stabilization of Vorticies in the Ginzburg-Landau Equation with a Variable Diffusion Coefficient" SIAM Journal of Mathematical Analysis. (掲載予定).
X-Y Chen:“具有可变扩散系数的 Ginzburg-Landau 方程中的涡稳定性”SIAM 数学分析杂志(即将出版)。
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- 作者:
- 通讯作者:
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