课题基金 / 基金详情

高维空间异质环境下反应扩散方程的非平面波

批准号:
12101456
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
郭宏骏
依托单位:
学科分类:
椭圆与抛物型方程
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭宏骏

项目摘要

结项摘要

相似基金

相关文献

中文摘要
空间周期的反应扩散方程源自于生物学家考虑的在有益区域和有害区域交替出现的环境下的生物入侵问题。该方程上的数学研究引起了许多学者如Berestycki院士等的极大兴趣,并成为热点问题。对于空间周期的反应扩散方程,目前只有一些关于脉冲波的存在性结果,关于非脉冲波解的存在性以及它们的定性性质还有大量的公开问题。与齐次方程的重大区别是脉冲波与传播方向有关,这导致以往使用的利用平面波关于传播方向的不变性、对称性以及移动坐标系等方法失效,使得相关问题的研究变得十分困难。本项目将利用脉冲波关于传播方向的连续可微性,研究空间周期反应扩散方程上的非平面波。主要内容包括:非脉冲波解的存在性证明,它们的定性性质的研究,以及一类水平集随时间变化的整体解的存在性的研究。我们希望通过对空间周期反应扩散方程上非平面波的研究,解决脉冲波关于传播方向不具不变性带来的困难。
英文摘要
Spatially periodic reaction-diffusion equations are first introduced by biologists by considering biological invasions in spatially segmented habitats where favorable and unfavorable zones appear alternately. Mathematical research on such equations has attracted many mathematicians’ interest such as academician Henry Berestycki and become hot topics. For spatially periodic reaction-diffusion equations, there are only a few results about the existence of pulsating fronts and there are many open questions about the existence of non-pulsating fronts and their qualitative properties. The main difference with homogeneous equations is that the pulsating fronts are depending on propagation direction such that we can not use the invariance and symmetry of the profiles of planar fronts with respect to the propagation direction and moving coordinates. This makes corresponding problems very difficult. This project applies the continuity and differentiability of pulsating fronts with respect to propagation direction to study the non-planar fronts of spatially periodic reaction-diffusion equations. Main subjects include: the existence of non-pulsating fronts, their qualitative properties and the existence of an entire solution whose level sets are variant with time variable. We hope to solve the difficulties brought by the dependence of pulsating fronts with respect to the propagation direction through the study of non-pulsating fronts.
空间周期的反应扩散方程源自于生物学家考虑的在有益区域和有害区域交替出现的环境下的生物入侵问题。该方程上的数学研究引起了许多学者如Berestycki院士等的极大兴趣,并成为热点问题。对于空间周期的反应扩散方程,目前只有一些关于脉冲波的存在性结果,关于非脉冲波解的存在性以及它们的定性性质还有大量的公开问题。本项目研究了空间周期反应扩散方程上除脉冲波外的其他类型的行波解的存在性及其性质,以及水平集随时间变化的整体解的存在性。首先,选取若干个不同传播方向的脉冲波,在一定条件下构造并证明非脉冲波解的存在性。其次,给出并证明非脉冲波解的定性性质,并利用这些性质证明构造的非脉冲波解都是渐近稳定的。最后,在一定条件下,构造水平集随时间变化的整体解,并证明它的水平集随时间变化。..反应扩散方程在许多领域中有非常广泛的应用,是现代数学的重要研究内容。而空间周期性在实际问题中是非常普遍的,空间周期的反应扩散方程也是当前前沿研究的重要课题之一。空间周期的反应扩散方程上除脉冲波外行波解的存在性问题目前还是公开问题,尚未得到解决。将空间周期引入反应扩散方程使得行波解的波廓和波速都依赖于传播方向,这令以往用同一波廓构造上下解的方法失效,也导致了许多其他的困难。本项目利用脉冲波关于传播方向的连续可微性来构造非脉冲波解的方法推广了齐次方程的方法,解决了空间中行波解关于传播方向不具不变性带来的数学困难。项目资助期,共发表SCI论文2篇, 1篇J. Diff. Equations,1篇J. Dyn. Diff. Equations在线发表;处于投稿阶段论文3篇。
国内基金
海外基金