On the parabolic-elliptic Keller-Segel system with signal-dependent motilities: a paradigm for global boundedness and steady states
本文研究了一个抛物-椭圆型Keller-Segel系统,其中扩散系数和趋化系数(运动函数)均依赖于化学信号密度。该系统最初由Keller和Segel在\cite{KS-1971-JTB2}中提出,以描述{ \it Dictyosteophylla discoideum}细胞响应于分泌的化学信号环磷酸腺苷(cAMP)的聚集相,但迄今为止可用的分析结果非常有限。考虑具有Neumann边界条件的有界光滑区域上的系统,在适当的信号依赖运动函数的一般条件下,建立了系统解在任意维上的整体有界性,这些条件适用于广泛的一类运动函数.研究了非定常定态的存在性和不存在性,发现了大量的定态分布,并提出了一些有待进一步研究的问题。我们的结果表明,具有信号依赖运动性的Keller-Segel系统定态解的全局有界性和轮廓依赖于运动函数的衰减速率、空间维数以及扩散运动性和趋化运动性之间的关系,这使得动力学非常丰富.
2020-05-09 math.AP
Logistic damping effect in chemotaxis models with density-suppressed motility
研究了具有Neumann边界条件的$n$维光滑有界区域中具有密度抑制运动和一般Logistic源的抛物-椭圆趋化模型.在密度抑制运动函数的最小条件下,我们研究了Logistic阻尼能保证解的全局有界性的程度,并进一步建立了解的渐近性态.
2021-11-23 math.AP
Global bounded classical solutions to a parabolic-elliptic chemotaxis model with local sensing and asymptotically unbounded motility
当运动函数在无穷远处无界时,证明了一类具有局部感应的抛物-椭圆趋化系统的整体经典解的存在性和有界性。证明的基石是推导$L^\infty$ -估计系统的第二个组成部分,并通过各种比较参数。
2023-03-09 math.AP
Boundedness and Exponential Stabilization in a Parabolic-Elliptic Keller--Segel Model with Signal-dependent Motilities for Local Sensing Chemotaxis
本文考虑一类退化的Keller-Segel模型的初Neumann边值问题,该模型具有一个依赖于信号的非增运动函数.分析的主要障碍来自于当信号浓度变得无界时可能出现的简并。在目前的工作中,我们感兴趣的是在高维的经典解的有界性和指数稳定性。借助一个李雅普诺夫泛函和一个微妙的Alikakos-Moser型迭代,我们能够建立一个时间无关的上界的浓度提供的运动功能代数减少。然后,我们进一步证明了一致的时间有界性的解决方案,通过构建一个估计,涉及加权能量。最后,再次感谢李雅普诺夫泛函,我们证明了指数稳定的空间齐次稳定状态。我们的有界性结果改进了\cite{Anh19,FJ20a}中的结果,并首次获得了指数稳定性.
2020-09-13 math.AP
Critical mass on the Keller-Segel system with signal-dependent motility
研究了具有密度依赖运动的Keller-Segel方程组在二维有界光滑区域上的整体有界性和解的爆破性.我们表明,如果运动函数呈指数衰减,那么一个临界质量的现象类似于最小的Keller-Segel模型将出现。也就是说,存在一个数$m_*>0$,使得如果初始细胞质量(即细胞密度的初始值的$L^1$ -范数)小于$m_*$,则解将以均匀的时间边界全局存在,而如果初始细胞质量大于$m_*$,则解可能爆炸。
2020-05-13 math.AP
Waves in a Stochastic Cell Motility Model
在Bhattacharya等人(Science Advances,2020)中,研究了细胞中肌动蛋白波动力学所涉及的一组化学反应。在微观水平上,其中使用Gillespie型算法直接模拟单个化学反应,并且在宏观水平上,其中确定性反应扩散方程作为底层化学反应的大规模限制而出现。在这项工作中,我们推导,并随后研究,相关的介观随机反应扩散系统,或化学朗之万方程,产生于同一组化学反应。我们解释了如何从这个方程产生的随机模式,可以用来理解实验观察到的动力学Bhattacharya等人。特别是,我们认为,介观随机模型更好地捕捉微观行为比确定性的反应扩散方程,同时更适合数学分析和数值模拟比微观模型。
2023-01-31 math.AP
The long-time behavior of solutions of a three-component reaction-diffusion model for the population dynamics of farmers and hunter-gatherers: the different motility case
本文研究农民与狩猎采集者具有不同迁移率时Aoki-Shida-Shigesada三组分反应扩散模型的传播性质,通过更精细的估计从理论上证明了传播速度并建立解的长时间行为精确估计,从而验证了此前数值模拟发现的四种传播行为。
2024-04-01 math.AP
On a model of a population with variable motility
我们研究了一个带有非局部反应项的反应扩散方程,该方程模拟了具有可变运动性的种群。我们建立了方程解的整体上确界。我们研究了种群的渐近(长时间和长范围)行为。我们进行一定的重新标度,并证明重新标度的问题的解决方案局部一致收敛到零,在一定的区域和保持积极的(在某种意义上)在另一个区域。这些区域由相关Hamilton-Jacobi方程的两个黏性解确定。
2016-03-04 math.AP
Global classical solutions for a class of reaction-diffusion system with density-suppressed motility
研究了一类具有密度抑制运动的反应扩散方程组\begin{equation*} \begin{cases} u_{t}=Δ(γ(v) u)+αu F(w), & x \in Ω, \quad t>0, \\ v_{t}=D Δv+u-v, & x \in Ω, \quad t>0, \\ w_{t}=Δw-u F(w), & x \in Ω, \quad t>0, %\frac{\partial u}{\partial ν}=\frac{\partial v}{\partial ν}=\frac{\partial w}{\partial ν}=0, & x \in \partial Ω, \quad t>0, \\ %(u, v, w)(x, 0)=\left(u_{0}, v_{0}, w_{0}\right)(x), & x \in Ω, \end{cases} \end{equation*}在齐次Neumann边界条件下在光滑有界区域$Ω\subset \mathbb{R}^n~(n\leq 2)$中的解,其中$α>0$和$D>0$为常数.随机运动函数$γ$满足\begin{equation*} γ\in C^3((0,+\infty)),\ γ>0,\ γ'<0\,\ \text{on}\,\ (0,+\infty) \ \ \text{and}\ \ \lim_{v\rig…
2021-02-16 math.AP
Boundedness for a nonlocal reaction chemotaxis model even in the attraction-dominated regime
研究了一类具有非线性扩散和非局部反应源的抛物型趋化模型。这个问题是制定在整个空间,并根据一个特定的相互作用的系数与这种扩散和反应,我们建立所有给定的解决方案是一致有界的时间。
2020-04-23 math.AP
Boundedness for reaction-diffusion systems with Lyapunov functions and intermediate sum conditions
研究了一类具有类Lyapunov函数且满足{ \it中间和条件}的反应扩散方程组解的一致有界性.这显着地概括了文献中的质量耗散条件,从而允许非线性具有任意多项式增长。证明了具有二次中间和条件的二维反应扩散方程组存在时间上一致有界的整体解。在高维情况下,在扩散系数为{ \it quasi-uniform},即扩散系数相互接近的条件下,得到了有界解.应用包括有界性的解决方案,化学反应网络与扩散。
2019-10-30 math.AP
On a Keller--Segel System with Density-Suppressed Motility, Indirect Signal Production, and External Sources
Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, Wuhan Institute of Physics and Mathematics, Chinese Academy of Sciences(精密测量科学与技术创新研究院,武汉物理与数学研究所,中国科学院);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
本文研究了一种具有密度抑制运动、间接信号产生和外部源的Keller-Segel系统,证明了在任意空间维度下,对于广泛非增运动函数,经典解的全局存在性,并探讨了外部源对解有界性的影响。
2026-04-10 math.AP
Suppression of Blowup by Slightly Superlinear Degradation in a Parabolic-Elliptic Keller--Segel System with Signal-dependent Motility
本文针对带信号依赖运动性的抛物-椭圆Keller-Segel系统,在N≤3时引入s log s阶轻微超线性降解源项,证明全局经典解一致有界性,揭示爆破抑制机制,运动函数形式更一般,证明用比较技巧和能量方法。
2024-01-31 math.AP
Uniform boundedness for reaction-diffusion systems with mass dissipation
研究了一类具有质量耗散的反应扩散方程组的经典解的整体存在性和时间一致界。利用对偶方法和热算子的正则化,我们证明了如果扩散系数彼此接近,或者扩散系数足够大,则局部经典解全局存在且在时间上一致有界.结果的应用包括大扩散的复杂平衡反应系统的整体吸引子猜想的有效性。
2019-05-25 math.AP
Global boundedness of the fully parabolic Keller-Segel system with signal-dependent motilities
本文建立了具有信号依赖扩散和趋化性的Keller-Setel系统\begin{equation}\left\{ \begin{array}{ll} u_t=\nabla\cdot(γ(v)\nabla u - uϕ(v)\nabla v),\quad & x\in Ω, t>0,\\ v_t = dΔv- v+u,\quad & x\in Ω, t>0 \end{array}\right.\end{equation}在光滑边界的有界区域$Ω\subset\mathbb{R}^N(N\leq4)$中解的整体一致时间有界性,其中密度依赖迁移函数$γ(v)$和$ϕ(v)$分别表示扩散和趋化系数.该模型最初由Keller和Segel在\cite{Keller-1}中提出,用于描述盘状网柄藻细胞的聚集相,其中两个运动函数满足比例关系$χ(v)=(α-1)γ'(v)$,$α>0$表示有效体长(即受体之间的距离)与步长的比率。分析中的主要技术困难是扩散的可能简并性。本文证明了若$γ(v)>0$和$ϕ(v)>0$在$[0,\infty)$上光滑且满足$$\inf_{v\geq0} \frac{dγ(v)}{vϕ(v)(vϕ(v)+d-γ(v))_+}>\frac{N}{2},$$,则上述Keller-Segel方程组在Neumann边界条件下存在时间上一致有界的经典解.证明我们结果的主要思想是通过…
2020-08-25 math.AP
Global dynamics and spatio-temporal patterns of predator-prey systems with density-dependent motion
本文研究了具有密度依赖捕食性的捕食者-食饵系统的全局有界性、渐近稳定性和模式形成,其中捕食者的运动(扩散)系数和运动(捕食性)系数通过食饵密度依赖的运动函数相关联.通过构造李雅普诺夫泛函,在一定的参数条件下,证明了具有一致时间界的经典解的存在性以及空间齐次的食饵唯一平衡态和共存平衡态的全局稳定性.通过数值模拟,我们进一步证明了在稳定区域外的参数下,空间均匀的时间周期模式、空间非均匀的平稳模式和混沌时空模式都是可能的。通过数值模拟,我们还发现线性化系统和非线性系统的时间动力学行为有很大的不同,并且食饵密度依赖的运动函数可以触发模式的形成。
2019-07-04 math.AP
Boundedness and exponential stabilization in a degenerate migration-consumption system with logistic damping
School of Mathematics and Statistics, Beijing Institute of Technology(北京理工大学数学与统计学院);College of Science, Minzu University of China(中央民族大学理学院)
该论文研究带逻辑阻尼的退化迁移-消耗系统的无通量问题,证明其解的一致有界性,且当α>1时解以显式速率指数收敛到空间齐次状态,改进了此前的相关结果。
2026-10-14 math.AP
Global boundedness and asymptotic behavior of time-space fractional nonlocal reaction-diffusion equation
研究了时间-空间分数阶非局部反应扩散方程(TSFNRDE)$$ \frac{\partial^{α}u}{\partial t^{α}}=-(-Δ)^{s} u+μu^{2}(1-kJ*u)-γu, \qquad(x,t)\in\mathbb{R}^{N}\times(0,+\infty),$$解的整体有界性和渐近性,其中$s\in(0,1),α\in(0,1), N \leq 2$ .算子$\partial_{t}^{α}$是Caputo分数导数,其中$-(-Δ)^{s}$是分数拉普拉斯算子。在适当的假设下,利用Gagliardo-Nirenberg不等式和分数阶微分不等式证明了对于齐次Dirichlet边界条件,该问题存在$N=1$的整体有界弱解,而对于$N=2$,当$k$值较大时,该问题存在整体有界弱解.进一步假设的初始数据,小$μ$值,解决方案是收敛到$0$指数或局部一致的$t \rightarrow \infty$。进一步证明了在$J \equiv 1$条件下,非线性TSFNRDE存在唯一的弱解,并且在带有非线性分数扩散项$-(-Δ)^{s} u^{m}\, (2-\frac{2}{N}<m<1)$的分数Sobolev空间中全局有界。
2022-05-23 math.AP
Global boundedness and Allee effect for a nonlocal time fractional reaction-diffusion equation
研究了一类非局部时间分数阶反应扩散方程(NTFRDE)$$ \frac{\partial^{α}u}{\partial t^{α}}=Δu+μu^{2}(1-kJ*u)-γu, \qquad(x,t)\in\mathbb{R}^{N}\times(0,+\infty)$$的解的整体有界性和渐近性,其中$$ \frac{\partial^{α}u}{\partial t^{α}}=Δu+μu^{2}(1-kJ*u)-γu, \qquad(x,t)\in\mathbb{R}^{N}\times(0,+\infty)$$具有$0<α<1,β, μ,k>0,N\leq 2$和$u(x,0)=u_{0}(x)$ .在对$J$和时间分数阶导数性质的适当假设下,证明了对于任何非负有界的初始条件,如果$k^{*}=0$对于$N=1$或$k^{*}=(μC^{2}_{GN}+1)η^{-1}$对于$N=2$,其中$C_{GN}$是Gagliardo-Nirenberg不等式中的常数,则该问题存在整体有界的经典解.在初始数据的进一步假设下,对于小的$μ$值,解被证明以指数或局部一致收敛到$0$为$t \rightarrow \infty$,这被称为Caputo导数意义下的Allee效应。在$J \equiv 1$条件下,证明了非线性NTFRDE在任意维空间中具有非线性扩散项$Δu^{m}\, (2-\…
2021-12-21 math.AP
Global boundedness and Allee effect for a nonlocal time fractional p-Laplacian reaction-diffusion equation
研究了一类非局部时间分数阶p-Laplacian反应扩散方程(NTFPLRDE)$$ \frac{\partial^{α}u}{\partial t^{α}}=Δ_{p} u+μu^{2}(1-kJ*u) -γu, \qquad(x,t)\in\mathbb{R}^{N}\times(0,+\infty)$$的解的整体有界性和渐近性,其中$0<α<1,β, μ,k>0,N\leq 2$和$Δ_{p}u =div(\left| \bigtriangledown u \right|^{p-2}\bigtriangledown u)$ .在对$J$和$1<p<2$的适当假设下,证明了对于任何非负且有界的初始条件,如果$k^{*}=0$对$N=1$或$k^{*}=(μC^{2}_{GN}+1)η^{-1}$对$N=2$,其中$C_{GN}$是Gagliardo-Nirenberg不等式中的常数,则该问题存在整体有界经典解.进一步假设的初始数据,小$μ$值,该解决方案被证明是指数收敛到$0$或局部一致的$t \rightarrow \infty$,这是被称为阿利效应在卡普托导数的意义。在$J \equiv 1$条件下,证明了在任意维空间中,具有非线性p-Laplacian扩散项$Δ_{p} u^{m}\, (2-\frac{2}{N}< m\leq 3)$的非线性NTFPLRDE存在整体有界…
2022-02-10 math.AP
Reaction diffusion equations with super-linear absorption: universal bounds, uniqueness for the Cauchy problem, boundedness of stationary solutions
考虑抛物型反应扩散方程$$ &u_t =Lu+f(x,u), (x,t)\in R^n\times(0,\infty); &u(x,0) =g(x)\ge0, x\in R^n; &u\ge0, $$的经典解,其中$$ L=\sum_{i,j=1}^na_{i,j}(x)\frac{\partial^2}{\partial x_i \partial x_j}+\sum_{i=1}^nb_i(x)\frac\partial{\partial x_i} $$是一个非退化椭圆算子,$g\in C(R^n)$,反应项$f$以超线性速率收敛到$-\infty$为$u\to\infty$ .我们给出了一个尖锐的最小增长条件$f$,独立的$L$,为了有一个普遍的,先验的上界为所有的解决方案,上述柯西问题-也就是说,为了有一个有限的功能$M(x,t)$存在于$R^n\times(0,\infty)$,使$u(x,t)\le M(x,t)$,所有的解决方案柯西问题。假设现在另外,$f(x,0)=0$,使$u\equiv0$是一个解决方案的柯西问题,我们表明,在类似的增长条件下,一个密切的关系存在于两个看似不同的现象-即,唯一性的柯西问题与初始数据$g=0$和不存在的无界,固定的解决方案,相应的椭圆问题。我们还给出了非平凡平稳解不存在的一般条件。
2004-08-24 math.AP
On an evolution equation in a cell motility model
本文讨论了两个反应扩散偏微分方程的非线性系的锐界面极限曲线的发展方程。该系统被引入作为一个相场模型(爬行)运动的真核细胞在基板上。关键问题是细胞膜(界面曲线)的演变,其中涉及形状变化和净运动。通过研究该系统锐界面极限的发展方程,可以定性和定量地解决这一问题。然而,这个方程是非线性和非本地的解决方案的存在提出了一个重大的分析挑战。我们建立了广泛的一类初始数据在所谓的亚临界制度的解决方案的存在性。存在性证明了在一个两步的过程。首先,对于平滑($H^2$)的初始数据,我们使用正则化技术。其次,我们考虑非光滑的初始数据,从应用的角度来看,更相关。这里,解存在的时间的一致估计依赖于最大值原理类型的参数。
2015-06-26 math.AP
Invasion fronts with variable motility: phenotype selection, spatial sorting and wave acceleration
生态学中的入侵前沿得到了很好的研究,但很少有数学结果涉及可变运动(可能是由于突变)的情况。基于一个表面上简单的反应扩散方程,我们解释了观察到的现象的前端加速(当运动是无界的)以及其他定量的结果,如选择最能动的个人(当运动是有界的)。构建和分析行波波前的关键论点是推导出将波的速度和空间衰减联系起来的色散关系。当运动是无界的,我们表明,前尺度的位置为$t^{3/2}$。当突变率是低的,我们表明,典型的最适合的性状的动力学方程应在我们的上下文中陈述为PDE。这是一类带源项的Burgers方程。
2012-07-10 math.AP q-bio.PE
Global existence and uniform boundedness of the classical solutions for the system of multi-species transport with mass control
本文的目的是建立一类高度非线性反应扩散方程的非负经典解的整体存在性。我们解决的情况下,不同的扩散系数和系统的可逆反应与非齐次诺依曼边界条件。假设系统仅满足质量控制条件,并具有任意增长的局部Lipschitz非线性。这项工作的关键方面是,我们没有假设扩散系数彼此接近。我们利用对偶方法和热算子的正则化得到了这个结果。我们还说明了全球的时间界限的解决方案。其应用包括下水管道中的混凝土腐蚀或下水管道中的硫酸盐腐蚀。
2022-09-15 math.AP
Longterm existence of solutions of a reaction diffusion system with non-local terms modeling an immune response -- an interpretation-orientated proof
本文针对模拟肝脏感染且含非局部项的反应扩散系统,提出一种面向解释的证明方法,通过展示解在 $L^1$、$L^2$ 和 $L^\infty$ 范数下的有界性,确立了其全局存在性,并揭示了强烈免疫反应引发严重炎症的实际意义。
2022-04-12 math.AP
Global Well-Posedness and Asymptotic Behavior for a Reaction-Diffusion System of Competition Type
我们分析了一个反应扩散系统,描述了微生物物种的生长在生物学中出现的絮凝类型的模型。在一般的增长假设下证明了全局经典正解的存在性,絮凝和反絮凝率多项式有界,保证了所有时间t的一致超范数界由$L^{p}-$能量泛函估计得到.当屈服系数足够大时,有限时间爆破也可能发生。此外,使用参数依赖于光谱和固定的理论,我们表明持久性和存在的非齐次人口稳定状态。最后,我们提出了一些数值模拟的运动系数和絮凝-反絮凝率的物种共存的综合影响。
2023-01-18 math.AP
Global existence and uniqueness of solutions in a chemotaxis system with density-suppressed motility, a $θ-$logistic source, and indirect signal production under a strong Allee effect
Indian Institute of Technology Roorkee(印度理工学院鲁尔基分校)
本文研究含密度抑制运动性、θ-逻辑源等的趋化系统,结合多种分析方法证明其经典解的整体存在唯一性,给出不同条件下β的取值限制。
2026-09-04 math.AP
Global Existence of solutions for systems of coupled reaction diffusion equations with nonlinearities of unlimited growth
本文证明了具有质量结构控制和无限增长非线性项的2X2反应扩散方程组解的整体存在性和一致有界性。而且所得结果对扩散项和初始数据都没有限制。这类体系在物理化学中有许多应用。我们的技术证明依赖于一个明智的纠正李雅普诺夫功能以前使用的作者在几篇论文
2023-01-18 math.AP
Boundedness and evolution rates for a quasilinear reaction-diffusion equation
Universidad Rey Juan Carlos(雷伊胡安卡洛斯大学)
研究N≥3维空间中指数1<p<m且σ<-2的拟线性反应扩散方程,证明初始条件满足一定衰减时解一致有界,并建立了紧支集数据正性集上界R(t)的扩张速率及外部区域的不同时间尺度。
2026-06-07 math.AP
On a stochastic phase-field model of cell motility with singular diffusion
Institute of Mathematics, Technische Universität Berlin(柏林工业大学数学研究所)
研究一类描述移动边界问题的随机相场模型,通过加权L^2空间中的概率弱解处理相场零水平集处的奇异性,建立全局存在性。
2026-06-15 math.AP math.PR
Global renormalized solutions to reaction-cross-diffusion systems
本文证明了在有界区域中具有无通量边界条件的反应交叉扩散方程组的重整化解的整体存在性。交叉扩散部分描述了种群物种的分离,是Shigesada-Kawasaki-Teramoto模型的推广。扩散矩阵不是对角的,一般既不是对称的,也不是半正定的,但系统具有形式的梯度流或熵结构。反应部分包括质量作用动力学的可逆反应,并且不服从任何生长条件。该结果推广了熵有界方法中反应部分的条件和J. Fischer对具有对角扩散矩阵的反应扩散方程组的证明.
2017-11-04 math.AP
Global existence for a strongly coupled reaction diffusion system
本文利用泛函方法证明了一类强耦合抛物型方程组解的有界性和整体存在性。我们应用这些结果来推导一个经典的Shigesada-Kawasaki-Teramoto(SKT)型模型的整体解的存在性,其自扩散和交叉扩散系数的范围比现有文献中的更广。我们提供了数值模拟在2D中,通过谱Galerkin方法来验证我们的全球存在的结果,以及可视化系统的动态。
2014-08-01 math.AP
On quasi-linear reaction diffusion systems arising from compartmental SEIR models
本文研究了源自分区 SEIR 模型的拟线性反应扩散系统,通过引入 $L^p$-能量方法去除了所有子种群以相同速率扩散的假设,证明了解的全局存在性与有界性,且该方法适用于更广泛的系统类别及不同边界条件。
2024-03-23 math.AP
Diffusion-driven blowup of nonnegative solutions to reaction-diffusion-ODE systems
本文给出了一类具有齐次Neumann边界条件的两反应扩散常微分方程的例子,其中Turing型不稳定性不仅使定常解不稳定,而且导致非负空间非均匀解的爆破.该问题的解保持总质量的非负性和一致有界性。此外,对于相应的两个非零扩散系数的系统,所有的非负解是整体的时间。我们证明了在一个方程中去除扩散会导致一些非负空间异质解的有限时间爆破。
2015-11-08 math.AP
Coexisting steady-state solutions of a class of reaction-diffusion systems with different boundary conditions
研究自扩散反应扩散系统,利用Hopf引理和极大值原理,刻画了三种边界条件下共存解不存在的参数范围,并给出Neumann边界下常数共存解存在的充分条件。
2024-04-19 math.AP
Global well-posedness of advective Lotka-Volterra competition systems with nonlinear diffusion
研究了一类具有非线性扩散和Lotka-Volterra动力系统的反应-平流-扩散模型的全局适定性.在扩散函数和灵敏度函数满足一定的增长条件下,证明了完全抛物型方程组整体时间解的存在性和一致有界性。得到了相应抛物-椭圆方程组解的整体存在性和一致有界性。我们的研究结果表明,吸引力(积极的士)抑制爆破Lotka-Volterra竞争系统。
2019-05-18 math.AP
Solutions of the 4-species quadratic reaction-diffusion system are bounded and $C^\infty$, in any space dimension
我们建立了具有二次(实际上是略超二次)反应项的反应扩散系统的解的有界性,这些反应项满足自然熵耗散性质,在任何空间维度N>2。这个界意味着解的光滑性。这一结果推广了仅限于二维情形的理论。证明大量使用De Giorgi的迭代方案,这使我们能够获得局部估计。参数依赖于对偶推理,以获得新的估计系统的总质量,无论是在$L^{(N+1)/N}$规范和在一个适当的弱规范。后者使用$C^α$正则化性质的抛物型方程。
2017-09-17 math.AP
Non-concentration phenomenon for one dimensional reaction-diffusion systems with mass dissipation
本文针对一维质量耗散反应扩散系统,移除额外熵假设,通过证明 Morrey 空间中的非集中现象,建立三次乃至略微超三次中间和条件下解的全局有界性。
2023-09-28 math.AP
Regularity of stable solutions to reaction-diffusion elliptic equations
半线性(或反应扩散)椭圆型偏微分方程稳定解的有界性是20世纪70年代以来研究的热点。在10维和更高维中,存在无界(或奇异)的稳定能量解。本说明介绍了,为非专业读者,最近的工作与Figalli,Ros-Oton和Serra合作,在那里我们证明了稳定的解决方案是光滑的最佳尺寸9。这回答了Brezis在九十年代中期提出的一个关于Gelfand型问题极值解的正则性的公开问题。我们还简要地描述了微分几何中一个著名的类似问题:稳定极小曲面的正则性。
2021-12-15 math.AP
Study of a degenerate reaction-diffusion system arising in particle dynamics with aggregation effects
在本文中,我们感兴趣的退化抛物型系统的反应扩散方程在生物学研究细胞粘附在蛋白质水平上时产生的。在这个模型中,未知数是自由扩散的蛋白质和固定的蛋白质的分布规律的夫妇。在关于聚集概率和解约束概率的充分条件下,证明了系统解的存在性、正性、有界性和唯一性。此外,我们还讨论了平衡解的稳定性。最后,我们表明,更简单和特定的选择的仿射聚合函数和一个恒定的解约束概率不会导致模式的形成预期中的应用。这些分析结果也得到了一些数值模拟的支持。
2016-03-23 math.AP
Global existence and Hadamard differentiability of hysteresis-reaction-diffusion systems
考虑一类带滞后算子和Bochner-Lebesgue可积源项的半线性抛物型发展方程.允许底层空间域具有非常一般的边界。在本文的第一部分中,我们应用半群理论证明了解算子的适定性和有界性。反应扩散系统中的速率独立性使分析复杂化,因为反应项在时间上不再起局部作用。这就要求在使用半群方法时进行仔细的估计。在第二部分中,我们证明了解算子的Lipschitz连续性和Hadamard可微性。我们使用不动点参数来推导一个表示的衍生物的演化系统。最后,我们将我们的结果应用到一个最优控制问题,其中的源项作为一个控制函数,并显示存在一个最优解。
2017-01-09 math.AP
Propagation in a kinetic reaction-transport equation: travelling waves and accelerating fronts
本文研究一类动力学反应-迁移方程行波解的存在性和稳定性。该模型描述了粒子的运动根据一个速度跳跃的过程,并由于单稳态类型的反应项增殖。速度集的有界性似乎是正行波存在的一个充要条件。波的最小传播速度从一个显式的色散关系。我们使用子和上解的技术构造波,并证明其\eb{weak}在加权$L^2$空间中的稳定性。在无界速度集的情况下,我们证明了一个超线性传播。看来扩散的速率取决于速度分布在无穷远处的衰减。在高斯分布的情况下,我们证明了前沿传播为$t^{3/2}$。
2014-08-09 math.AP
Stability analysis of irreversible chemical reaction-diffusion systems with boundary equilibria
本文针对不可逆化学反应扩散系统,用改进熵法证明无边界平衡点时的显式收敛性,用流体力学自举技术证边界平衡点李雅普诺夫不稳定,结合谱隙与解的有界性证正平衡点非线性稳定。
2024-11-01 math.AP
Global regularity and convergence to equilibrium of reaction-diffusion systems with nonlinear diffusion
研究了一类具有非线性扩散的反应扩散方程组的弱解的有界性和收敛于平衡点的性质。非线性扩散是多孔介质型的,非线性反应项被假设为多项式增长,并耗散(或保存)的总质量。利用对偶估计、总质量的耗散和多孔介质方程的光滑效应,证明了当非线性扩散项的指数足够高时,弱解是有界的、局部Hölder连续的且其$L^{\infty}(Ω)$ -范数至多多项式地随时间增长.为了证明收敛到平衡态,我们考虑一类特殊的非线性反应扩散模型,它描述了一个单一的可逆反应,任意多个化学物质。通过利用广义对数Sobolev不等式,间接扩散效应和多项式的时间增长的$L^{\infty}(Ω)$ -范数,我们显示了一个熵熵生产不等式,这意味着指数收敛到平衡点的$L^p(Ω)$ -范数,任何$1\leq p < \infty$,明确的速度和常数。
2017-11-08 math.AP
An advection-diffusion-reaction model for stress propagation between two interconnected zones
本文提出区室化对流-扩散网络模型描述灾难中两互连区域人群的应力传播,利用半群理论证明解的存在唯一性与正则性,并通过数值模拟验证局部控制策略能降低低风险文化人群的应力水平。
2024-09-21 math.AP
Uniform $L^{\infty}$-Boundedness and Upper Semicontinuity of Global Attractors for Reaction--Diffusion Equations with Neumann Boundary Conditions on Uniform Jones Domains
Instituto de Matemática e Estatística, Universidade de São Paulo(圣保罗大学数学与统计学院)
研究一族在非光滑区域上具诺伊曼边界条件的半线性抛物方程,通过特定条件建立适定性与吸引子存在性,利用多种方法证明吸引子族\(L^\infty\)一致有界,且在区域体积收敛时关于强\(H^1\)拓扑在\(\mu = 0\)处上半连续。
2026-11-10 math.AP math.DS
Existence and Uniqueness of Solution of a Continuous Flow Bioreactor Model with Two Species
在这项工作中,我们研究了两个反应-扩散-平流方程和Danckwerk边界条件的耦合系统的数学分析,该系统模拟了微生物种群(例如,细菌)和稀释的底物(例如,硝酸盐)。这种类型的生物反应器可用于例如水处理。首先,在线性反应的假设下,利用线性抛物型边值问题的经典结果,证明了解的存在唯一性。其次,我们利用\textit{Schauder Fixed Point Theorem}和线性情形下得到的定理证明了某些非线性反应解的存在唯一性。并证明了解的非负性和有界性。
2015-07-02 math.AP
Global Existence and Diffusive Limits for a Class of Nonlocal Reaction-Diffusion Systems
Huston-Tillotson University(休斯顿-蒂尔森大学);University of Houston(休斯顿大学)
研究一类具有非局部扩散的半线性反应扩散系统,在拟正性和广义质量控制条件下证明全局存在唯一性,并通过线性中间和条件建立L^p一致有界性,推广了Laurencot和Walker的扩散极限结果。
2026-06-24 math.AP
Comparison Methods for a Keller--Segel-type Model of Pattern Formations with Density-suppressed Motilities
本文研究了在光滑有界区域$Ω\subset\mathbb{R}^n$上的完全抛物型动力学方程组\begin{equation} \begin{cases} u_t=Δ(γ(v)u) v_t-Δv+v=u \end{cases} \qquad(0.1)\end{equation},具有无通量边界条件的$n\geq1$经典解的整体存在性和无限时间爆破.该模型最近在[8,20]中提出,用于描述通过所谓的自陷机制形成条纹图案的过程。该系统具有信号依赖性运动功能$γ(\cdot)$,其在$v$中减少,并且随着$v$趋于无穷大而消失。分析中的主要困难来自于可能的简并性,如$v\nearrow+\infty.$。在这项工作中,我们发展了一种不同于文献中传统能量方法的新的比较方法,它揭示了一个惊人的事实,即在这个系统中不存在有限时间简并性。更精确地说,我们利用椭圆型和抛物型方程的比较原理证明了当$s\geq0$和$\lim\limits_{s\rightarrow+\infty}γ(s)=0.$满足$γ(s)>0$,$γ'(s)\leq0$时,所有满足$γ(s)>0$,$γ'(s)\leq0$的光滑运动函数在任何空间维数上都不会在有限时间内退化。(0.1)当$n\leq3$时,讨论了在一定的增长条件下,系统(0.1)在$1/γ.$上的一致时间有界性。特别地,我们考虑了系统(0.1)具有$γ(v)=…
2020-01-01 math.AP
Persistence and time periodic positive solutions of doubly nonlocal Fisher-KPP equations in time periodic and space heterogeneous media
本文研究了时间周期和空间非均匀介质中具有非局部扩散算子和非局部反应项的Fisher-KPP方程的渐近动力学性质。首先证明了非负解的整体存在性和有界性,然后得到了保证一致持久性的充分条件。特别地,我们在几种不同的条件下研究了正时间周期解的存在唯一性和全局稳定性。
2018-08-22 math.AP
The Cauchy problem of non-local space-time reaction-diffusion equation involving fractional $p$-Laplacian
对于含分数阶$p$ -Laplacian \begin{equation*} \begin{cases} \frac{\partial^{α}u}{\partial t^{α}}+(-Δ)_{p}^{s} u=μu^{2}(1-kJ*u)-γu,&(x,t)\in\mathbb{R}^{N}\times(0,T)\\ u(x,0)=u_{0}(x),& x\in\mathbb{R}^{N} \end{cases} \end{equation*} $μ>0 ,k>0,γ\geq 1,α\in(0,1),s\in(0,1),1<p$的非局部时空反应扩散方程,利用Gagliardo-Nirenberg不等式和分数阶Duhamel公式,考虑了$N\leq2$弱解的整体有界性问题.利用比较原理和局部李雅普诺夫型泛函证明了当$μ$值较小时,弱解指数收敛或局部一致收敛于$0$,如$t \rightarrow \infty$.在这些情况下,问题被降低到分数$p$ -拉普拉斯方程的非局部反应扩散范围内,这是处理的对称性和其他性质的核$(-Δ)_{p}^{s}$。最后,利用Moser迭代和分数阶微分不等式证明了具有分数阶非线性扩散项$(-Δ)_{p}^{s}u^{m}(2-\frac{2}{N}<m\leq 3,1<p<\frac{4}{3})$的整体有界弱解.
2022-12-03 math.AP
Global well-posedness for volume-surface reaction-diffusion systems
研究了具有质量控制的体积-表面反应扩散方程组的经典解的整体存在性。这样的系统出现自然从模拟的体积域和它的表面出现的浓度或密度的演变,因此引起了相当大的关注。由于体-面耦合的特性,一般系统解的整体存在性是一个具有挑战性的问题。特别是,对偶方法,这是强大的在处理质量守恒系统的域,是不适用的。本文引入一族新的$L^p$ -能量函数,并将其与体积-曲面方程组的对偶方法相结合,在一般的假设条件下(称为\textit{intermediate sum condition}),最终得到了经典解的整体存在性.对于质量守恒但不满足此条件的系统,在准一致条件下,即在扩散系数彼此接近的假设下,显示了全局解。在质量耗散的情况下,我们还表明,解决方案是一致有界的时间通过研究系统的每个单位大小的时空柱,并显示该解决方案是sup-norm有界独立的圆柱。我们的研究结果的应用包括全球存在性和有界性所产生的膜蛋白聚类或激活Cdc 42细胞极化系统。
2021-01-20 math.AP
Analysis of mass controlled reaction-diffusion systems with nonlinearities having critical growth rates
本文研究质量受控的临界增长半线性反应扩散系统,证明一维略超三次增长下全局经典解的存在唯一性与一致有界性,结合修正Gagliardo-Nirenberg不等式与新$L^p$能量方法,推广至满足三次中间和条件及高维不连续扩散系数情形。
2023-05-03 math.AP
Well-posedness and finite-time extinction of a PDE-ODE spatial-network model with anisotropic diffusion
该研究针对各向异性扩散的PDE-ODE空间网络模型,通过半Galerkin逼近证明了弱解的适定性,并分析了正则性、有界性及有限时间灭绝等关键性质。
2025-10-25 math.AP