Towards nonlinear selection of reaction-diffusion patterns in presence of advection: A spatial dynamics approach
Arik Yochelis, Moshe Sheintuch
这篇论文已被作者撤回，因为该论文已被接受发表在《物理化学化学物理》上。
This paper has been withdrawn by the author(s), due to acceptance of the paper for publication in Physical Chemistry Chemical Physics.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Analyzing critical propagation in a reaction-diffusion-advection model using unstable slow waves
研究了平流对行波临界最小速度的影响。先前的理论研究估计了稳定快波速度的影响，并预测存在一个临界平流强度，低于该强度，传播波不再被支持。在本文中，临界平流强度的计算考虑到不稳定的慢波解。因此，理论结果预测，平流可以诱导稳定的波传播的非可激发参数制度，如果平流强度超过一个临界值。此外，还导出了不稳定慢波的对流-速度关系的解析表达式。在一个双变量反应扩散模型的数值预测证实。
Why Turing mechanism is an obstacle to stationary periodic patterns in bounded reaction-diffusion media with advection
由于对物理化学化学物理中的论文进行了审查，作者撤回了该论文。
Drifting solitary waves in a reaction-diffusion medium with differential advection
孤立波的传播存在的自催化，扩散，对称性破缺（微分）平流，正在研究中。重点在于漂移（与平流一起传播）脉冲，其在自催化活化剂的较低反应速率下经由对流不稳定性形成，即平流流克服快速激发并诱导漂移流体型行为。使用空间动力学分析的最小情况下的模型，我们提出的属性和组织的脉冲。这些见解是对简单反应-扩散-平流模型中局部运输的一般理解的基础，从而为潜在的化学和生物应用提供了背景。
Mode-locking in advection-reaction-diffusion systems: an invariant manifold perspective
在二维对流-反应-扩散（ARD）系统中传播的锋面具有丰富的拓扑结构。当底层流体流动在空间和时间上是周期性的时，反应前沿可以锁定到驱动频率。我们解释这种锁模现象，使用所谓的燃烧不变流形（BIM）。实际上，锁模轮廓由附接到前元件动力学的相对周期轨道（RPO）的BIM描绘。锁模类型（和损耗）的变化可以从RPO及其BIM的局部和全局分叉来理解。我们说明这些概念的数值使用链的交替涡流的通道几何形状。
Principal bifurcations and symmetries in the emergence of reaction-diffusion-advection patterns on finite domains
本文研究了具有一个扩散系数、微分平流和Danckwynn型（Robin）边界条件的反应-扩散-平流系统的斑图形成机理。模式选择需要映射域的共存和稳定的传播或固定的非均匀的解决方案，这对于一般情况下，远离不稳定的发作，进行使用空间动力学和数值延拓。选择由边界条件决定，边界条件可以保持或破坏模型的平移对称性。因此，我们解释的标准和性质的定常周期状态，如果系统是有界的，并表明传播的非线性波（包括孤立波）对平流对应于共存的家庭出现非线性从一个独特的振荡的Hopf不稳定性。因此，由此产生的模式选择是定性不同的对称有限波数图灵或霍普夫不稳定性。
Dynamics of reaction-diffusion patterns controlled by asymmetric nonlocal coupling as limiting case of differential advection
作为微分平流两组分活化剂-抑制剂反应扩散模型的极限情形，导出了一个具有非对称非局部耦合的单组分扩散反应扩散系统.在这样一个反应扩散系统中的非对称非局部耦合的影响，然后与以前研究的对称非局部耦合系统的情况进行比较。我们对模型的空间均匀定态进行了线性稳定性分析，并对模型进行了数值模拟，以显示非对称非局部耦合如何控制和改变系统的定态和前沿动态。在第二步中，包括第三快速反应扩散方程，其导致形成更复杂的图案。线性稳定性分析预测行波的非对称非局部耦合的静态图灵模式与对称非局部耦合的系统。这些发现是通过直接数值积分的完整方程与非局部耦合验证。
Pattern Formation Induced by Time-Dependent Advection
我们研究反应-平流-扩散系统中的模式形成不稳定性。我们开发了一种基于Lyapunov-Bloch指数的方法来计算空间周期性混合流对空间均匀状态稳定性的影响。我们处理的流动周期性的空间，可能有任意的时间依赖性。我们提出了一个离散的时间模型，反应，平流和扩散作为连续的运营商，并表明，混合平流可以导致一个模式形成的不稳定性，在一个双组分系统中，只有一个物种是平流。物理上，这可以解释为由于扩散常数之一的有效增加而越过图灵不稳定性的阈值。
Catalytic membrane reactor model as a laboratory for pattern emergence in reaction-diffusion-advection media
半无限域上的反应-扩散-平流介质在化学、生物和生态学等领域有着重要的应用，但对斑图形成理论仍是一个挑战。为了证明丰富的非线性行波和固定周期状态的出现，我们回顾了使用膜反应器作为案例模型所获得的结果。这样的解决方案共存于重叠的参数制度和他们的时间稳定性是由边界条件（周期与混合），要么保持或破坏平移对称，即，选择机制下现实的Danckwynth边界条件。最后对未来的发展作了简要的展望。
Convective Instability and Boundary Driven Oscillations in a Reaction-Diffusion-Advection Model
在对流不稳定的反应扩散平流系统中，扰动会产生一个波列，它向下游平流并最终离开系统。我们表明，对流不稳定共存的局部绝对不稳定时，上游施加一个固定的边界条件。这种边界引起的不稳定性作为连续波源，在边界附近产生局部周期性激发，从而引发向上和向下传播的波。为了证实这一点，我们进行了分析和数值模拟的修改后的Martiel-Goldbeter反应扩散模型，增加了一个平流项。我们提供了一个定量描述的波包出现在对流不稳定的制度，我们发现是非常符合数值模拟。我们描述了这种新的不稳定性，并表明，在高平流速度的限制，它被抑制。这种类型的不稳定性可以预期的反应扩散系统，目前的对流不稳定性和可激发的制度。特别是，它可以是相关的，以了解社会阿米巴Dictyosteelium discoideum，可能会遇到流体流在其自然栖息地的信号机制。
Temporal chaos versus spatial mixing in reaction-advection-diffusion systems
我们发展了一个理论，描述了过渡到一个空间均匀的制度在混合流与混沌的时间反应。控制均匀态稳定性的横向李雅普诺夫指数可以表示为空间混合和时间混沌的李雅普诺夫指数的组合。这种表示，是准确的时间无关的流量和平等的Péclet数的不同组件，证明工作准确的时间相关的流量和不同的Péclet数。
Turing bifurcation, criticality, and multistability in a nonlocal advection-reaction-diffusion equation
本文研究带逻辑增长的非局部平流-反应-扩散方程，分析相互作用核对图灵分岔临界性与多稳态性的影响，推导分岔判据与亚临界条件，经数值分析发现稳定齐次解可与稳定非齐次解或时间周期解共存。
A stabilizing effect of advection on planar interfaces in singularly perturbed reaction-diffusion equations
研究两分量奇异扰动反应-扩散-平流方程中平流对平面行波前沿长波长扰动谱稳定性的影响，发现大平流系数使前沿稳定，并确定临界渐近标度 $ν\sim δ^{-4/3}$，应用于旱地生态系统模型。
Fragility of reaction-diffusion models to competing advective processes
我们研究耦合的Fisher-Kolmogorov-Petrovsky-Piskunov（FKPP）方程的一个单独的，只对流传输过程。我们发现，只有在足够快的扩散或大的耦合强度，前动力学可以描述的FKPP方程。对于这样的参数制度，我们找到一个映射到一个有效的FKPP方程。我们还发现，FKPP方程是脆弱的耦合到一个只有对流的机制，发现条件时，前宽度发散，前速度是不敏感的耦合。在这种平均场描述中，在零扩散时，当耦合趋于零时，顺风锋速度趋于有限值。
Dispersion relations to oscillatory reaction-diffusion systems with the self-consistent flow
通过数值计算得到了具有自洽流的振荡反应扩散系统的色散曲线。流动调制色散曲线的形状和行波的特性。将频散曲线分成对应于触发波和相位波的两个分支的拐点根据平流常数的值移动。利用极限环摄动方法研究了反应扩散平流方程的相波动力学。从相方程得到的色散关系表明，扩散和平流常数之间的竞争调制的振荡频率从体振荡的长波动力学。这样的竞争意味着有流动的相波比没有流动的波具有更广泛的动态变化。
From Reaction-Diffusion Systems to Confined Brownian Motion
在这份说明中，我们证明了第一次，可以得到一个表达式的有效扩散系数，等于Lifson-Jackson公式，使用随后的均匀化的一维反应扩散对流方程。后者是通过将渐近摄动分析应用于具有空间相关无通量边界条件的基本3D反应扩散方程而导出的，并且通过边界诱导平流项将边界相互作用对反应物的影响并入[S. Martens等人，Phys.Rev.E91，022902（2015）]。
Advection and autocatalysis as organizing principles for banded vegetation patterns
我们激励和分析带状植被格局形成的一个简单的模型。该模型采用了最小数量的成分，半干旱景观的植被生长。它允许进行全面分析，并为植被带的迁移及其上下边缘之间的相互作用等现象提供了新的视角。关键的成分是作为一个封闭的反应扩散系统的配方，从而引入了一个守恒定律，既允许分析，并通过与传播和冲击波的特征速度的类比提供现成的直觉和理解。
A bistable reaction--diffusion system in a stretching flow
我们研究的双稳态反应在一维拉伸流的演变，作为一个模型的混沌平流。我们推导出两个减少系统的常微分方程（ODE的）的动力学的对流-反应-扩散偏微分方程（PDE），脉冲状和高原状的解决方案，基于非微扰方法。这种减少使我们能够研究两种情况下的动力学：第一，接近鞍结分岔，在那里一对非平凡的稳态出生的无量纲反应速率（Damkohler数）的增加，第二，对于大Damkohler数，远离分岔。其主要目的是调查的初始值问题，并确定何时受到混沌搅拌的初始条件将衰减到零，当它将产生一个非零的最终状态。与完整的PDE模拟的比较表明，减少脉冲模型准确地预测的阈值幅度的脉冲初始条件，产生一个非平凡的最终稳定状态，并减少高原模型给出了一个准确的图片在大达姆科勒数的系统的动态。
The impact of advection on large-wavelength stability of stripes near planar Turing instabilities
众所周知，对于具有微分各向同性扩散的反应扩散系统，图灵不稳定性产生条纹解。在本文中，我们研究了弱各向异性的影响，定向平流等解决方案，和二次项的作用。我们主要研究了具有两个分支的平面反应扩散系统的一般形式。利用Lyapunov-Schmidt约化和Floquet-Bloch分解，我们得到了一个严格的参数展开的存在性和稳定性对大波长扰动。这提供了详细的公式的轨迹的分叉和所谓的Eckhaus以及曲折的稳定边界的影响下的平流和二次项。特别是，而不稳定的背景状态是通过模式垂直于平流（平方定理），我们表明，条纹可以分叉曲折不稳定。我们通过一个例子来说明这些结果。最后，我们展示了这些稳定性边界的数值计算在扩展的Klausmeier模型的植被格局，并显示条纹分叉稳定平流的存在。
The impact of advection on the stability of stripes on lattices near planar Turing instabilities
已知在具有微分各向同性扩散的反应扩散系统中，条纹图案在超临界图灵不稳定性下分叉。在本文中，我们研究的影响弱各向异性定向平流的稳定性条纹相对于各种晶格模式，和二次项的作用。我们主要研究了具有两个分支的平面反应扩散系统的一般形式。使用中心流形减少，我们得到一个严格的参数展开的晶格模式扰动的临界特征值，特别是近正方形和近六边形的。这提供了在平流和二次项影响下的稳定边界轨迹的详细公式。特别是，众所周知的二次项的不稳定效应可以抵消平流，这导致了有趣的安排的稳定边界。我们通过一个具体的例子来说明这些结果。最后，我们展示了这些稳定性边界的扩展Klausmeier模型的植被格局的数值计算，并显示条纹分叉稳定存在足够强的平流。
Chaotic mixing induced transitions in reaction-diffusion systems
我们研究了在流体流动搅拌下，具有多个均匀定态的化学体系中局部扰动的演化。两个不同的制度被发现作为搅拌的速度是不同的相对于化学反应的速率。当搅拌快速时，局部扰动朝着空间均匀状态衰减。当搅拌缓慢（或快速反应）时，局部扰动以具有大致恒定宽度和指数增加长度的细丝形式通过平流传播。细丝的宽度取决于搅拌速率和反应速率，但与初始扰动无关。我们调查这个问题在封闭和开放的流动系统的数值和解释的结果，使用一维的“平均应变”模型的横向轮廓的细丝，捕获之间的相互作用的反应扩散前的传播和拉伸由于混乱的平流。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。