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基于系统耦合模拟的土地利用变化及其区域生境质量变化分析 被引量:1
1
作者 刘殿锋 王振松 邱明丽 《信阳师范大学学报(自然科学版)》 2025年第3期257-264,共8页
从人文-自然系统耦合视角出发,提出一种多情景土地利用变化过程模拟及其区域生境质量影响分析框架,并以湖北省为例,解析社会经济发展、气候变化与土地利用变化之间交互关系及其对生境质量的协同影响作用。结果表明,从2015—2050年,湖北... 从人文-自然系统耦合视角出发,提出一种多情景土地利用变化过程模拟及其区域生境质量影响分析框架,并以湖北省为例,解析社会经济发展、气候变化与土地利用变化之间交互关系及其对生境质量的协同影响作用。结果表明,从2015—2050年,湖北省建设用地将显著增加,社会经济发展对土地利用变化的影响相比气候变化更为显著。预测2050年,湖北省生境质量将至少下降5%,且大多发生在湖北省中部、东部等生境质量较低区域。情景分析发现,经济发展、温度变化对生境质量的影响总体大于人口增长与降水变化的影响。其中,经济和人口的快速增长是土地利用变化的主要影响因素,对区域生境质量有显著的负向影响。气温升高将提升生境质量退化风险,而降水的适当增加则有助于生境质量提升。 展开更多
关键词 生境质量 土地利用变化 系统耦合 多情景模拟 湖北
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考虑社会行为影响的离散传染病模型的建立及分析
2
作者 韩婧 李桂花 《中北大学学报(自然科学版)》 2025年第4期525-531,共7页
在突发传染病大流行期间,如何在社会成本损失较小的前提下有效控制疾病传播,是政府和公共卫生决策者面临的重大挑战。本文通过引入具有信息延迟的效用函数,刻画了感染的预期成本和风险等社会行为,建立了接触率受社会行为影响的离散传染... 在突发传染病大流行期间,如何在社会成本损失较小的前提下有效控制疾病传播,是政府和公共卫生决策者面临的重大挑战。本文通过引入具有信息延迟的效用函数,刻画了感染的预期成本和风险等社会行为,建立了接触率受社会行为影响的离散传染病模型并对其进行了动力学性态分析。通过计算得到信息没有延迟时疾病的基本再生数,给出无病平衡点及正平衡点的存在性条件。通过构造Lyapunov函数的方法证明了无病平衡点是全局渐近稳定的,并利用Jury判据证明正平衡点是局部渐近稳定的。进一步对在不同时间延迟下的系统的性态进行了数值模拟,发现时间延迟可能导致系统发生复杂的动力学行为,包括从单调稳定到振荡稳定以及引发周期性流行病,甚至在相当长的一段时间内出现多个峰值和激增,这意味着时间延迟会导致系统性态不确定。 展开更多
关键词 时间延迟 离散模型 社会行为 效用函数 稳定性
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一类具有脉冲干预措施的COVID-19模型的稳定性分析
3
作者 王来全 夏米西努尔·阿布都热合曼 《山东理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2025年第1期46-51,共6页
建立了一类对易感人群实施脉冲干预措施的COVID-19模型,得出了模型的基本再生数R_(0)和无病周期解。当R_(0)<1时,根据脉冲微分不等式和Lyapunov函数分析了无病周期解的全局稳定性,并数值模拟了这一结论。最后,探讨了脉冲预防策略在CO... 建立了一类对易感人群实施脉冲干预措施的COVID-19模型,得出了模型的基本再生数R_(0)和无病周期解。当R_(0)<1时,根据脉冲微分不等式和Lyapunov函数分析了无病周期解的全局稳定性,并数值模拟了这一结论。最后,探讨了脉冲预防策略在COVID-19传染病预防中的效果。 展开更多
关键词 新型冠状病毒肺炎 脉冲干预措施 基本再生数 渐近稳定
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一类具有隔离和消毒剂影响的霍乱模型研究
4
作者 刘慧 乔志琴 《中北大学学报(自然科学版)》 2025年第2期261-270,共10页
本文建立了一个考虑隔离和消毒剂影响的霍乱传染病模型,探究了这些因素对霍乱传播动态的影响。运用微分方程理论描述了模型的传播动力学,使用下一代矩阵法对模型的基本再生数进行了计算。在此基础上,详细阐述了无病平衡点和地方病平衡... 本文建立了一个考虑隔离和消毒剂影响的霍乱传染病模型,探究了这些因素对霍乱传播动态的影响。运用微分方程理论描述了模型的传播动力学,使用下一代矩阵法对模型的基本再生数进行了计算。在此基础上,详细阐述了无病平衡点和地方病平衡点的存在性和局部渐近稳定性,并对各平衡点处的全局渐近稳定性进行了深入讨论。结果显示,当基本再生数R_(0)<1时,模型的无病平衡点具有全局渐近稳定性;而当基本再生数R_(0)>1时,得出了地方病平衡点全局渐近稳定的充分条件。此外,采用PRCC法进行了敏感性分析,模拟隔离率和消毒剂对感染者和霍乱弧菌密度的影响,使用数值模拟验证了理论结果的正确性。对具有隔离和消毒剂双重控制策略影响下的霍乱传染病模型的研究表明,多重控制策略能够更加有效地抑制霍乱的传播。 展开更多
关键词 霍乱模型 基本再生数 稳定性 平衡点
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网络攻击下具有Markov切换拓扑的多智能体系统的一致性 被引量:2
5
作者 高钰博 叶钊显 +2 位作者 黄帅 周霞 成军 《广西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期168-178,共11页
本文研究非线性多智能体系统在遭受欺骗攻击或重放攻击,并且通信拓扑为Markov切换拓扑时的领导-跟随一致性问题。引入Bernoulli随机变量描述系统遭受欺骗攻击或重放攻击的随机发生。网络攻击导致多智能体系统的通讯拓扑发生随机改变,将... 本文研究非线性多智能体系统在遭受欺骗攻击或重放攻击,并且通信拓扑为Markov切换拓扑时的领导-跟随一致性问题。引入Bernoulli随机变量描述系统遭受欺骗攻击或重放攻击的随机发生。网络攻击导致多智能体系统的通讯拓扑发生随机改变,将其建模为Markov切换拓扑。基于稳定性理论、图论、矩阵理论,利用随机分析方法、Lyapunov方法、无穷小算法等,获得系统实现一致性的充分条件,并给出数值仿真实例,验证结果的正确性和方法的有效性。 展开更多
关键词 多智能体系统 欺骗攻击 重放攻击 Markov切换拓扑 领导-跟随一致性
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新非线性混沌系统动力学分析及仿真 被引量:1
6
作者 周雯静 张付臣 《复杂系统与复杂性科学》 北大核心 2025年第1期77-82,共6页
为了探索新混沌现象及其产生机制,从而便于更好地了解和应用混沌。通过混沌理论对一类新型混沌系统进行数学建模,发现它具有丰富的非线性动力学特性。利用非线性系统理论和数值仿真技术,研究了这类混沌系统的混沌吸引子及其维数、李雅... 为了探索新混沌现象及其产生机制,从而便于更好地了解和应用混沌。通过混沌理论对一类新型混沌系统进行数学建模,发现它具有丰富的非线性动力学特性。利用非线性系统理论和数值仿真技术,研究了这类混沌系统的混沌吸引子及其维数、李雅普诺夫指数、初值敏感性、耗散性、分岔图和全局吸引域等性质,丰富和发展了混沌理论。此混沌系统具有广阔的应用潜力,可以用于保护数据安全和图像加密。 展开更多
关键词 混沌系统 李雅普诺夫指数 分岔 稳定性
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一类具有疫苗接种且潜伏期传染的SVEIAR腮腺炎传染病模型 被引量:1
7
作者 蒋为平 张太雷 +1 位作者 刘宗萱 曹欢 《中山大学学报(自然科学版)(中英文)》 北大核心 2025年第2期148-159,共12页
根据已知的腮腺炎传播机制,本文运用常微分方程定性与稳定性理论,建立了一类具有疫苗接种且潜伏期传染的SVEIAR腮腺炎传染病模型,得出了模型的基本再生数.给出了平衡点的存在性并得到了当R_(0)≤1时,无病平衡点全局渐近稳定;当R_(0)>... 根据已知的腮腺炎传播机制,本文运用常微分方程定性与稳定性理论,建立了一类具有疫苗接种且潜伏期传染的SVEIAR腮腺炎传染病模型,得出了模型的基本再生数.给出了平衡点的存在性并得到了当R_(0)≤1时,无病平衡点全局渐近稳定;当R_(0)>1时,无病平衡点不稳定且地方病平衡点全局渐近稳定.选取江苏省腮腺炎患者病例数据,应用模型模拟了腮腺炎未来几年的流行趋势.敏感性分析显示,疫苗接种是影响腮腺炎的非常重要的因素.提高公众对腮腺炎的防范意识、制定有效的疫苗接种策略、加强锻炼能够提升机体素质以及免疫功能,从而预防腮腺炎的发生,进而控制腮腺炎的持续蔓延. 展开更多
关键词 SVEIAR模型 基本再生数 稳定性 数值模拟
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变换理论求解非线性常微分方程的若干进展 被引量:1
8
作者 姜文安 王国夫 +2 位作者 宋禹含 刘畅 陈立群 《动力学与控制学报》 2025年第3期48-55,共8页
自然界中涉及的问题大多数都是非线性的,而对非线性系统现有的近似解析理论无法准确解释其复杂现象的本质,因此非线性系统的精确解具有非常重要的研究意义.本文概述了利用变换理论求解非线性常微分方程解析解的研究进展.首先,综述了任... 自然界中涉及的问题大多数都是非线性的,而对非线性系统现有的近似解析理论无法准确解释其复杂现象的本质,因此非线性系统的精确解具有非常重要的研究意义.本文概述了利用变换理论求解非线性常微分方程解析解的研究进展.首先,综述了任意参数的非线性常微分方程的变换过程及其解析解.其次,评述了参数满足可积条件的非线性常微分方程的变换过程及其对应的解析解.最后,给出了开展非线性系统精确解析解研究的若干建议. 展开更多
关键词 非线性 变换理论 解析解 可积条件
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一类带有非线性阻尼项的磁流体动力学方程组的光滑解的整体存在性
9
作者 李林锐 洪明理 《高校应用数学学报(A辑)》 北大核心 2025年第1期68-78,共11页
此文研究了一类带有非线性阻尼项的不可压缩磁流体动力学方程组解的存在性和唯一性的定性性质,通过古典的能量方法和Sobolev紧性嵌入方法获得了解的整体存在性,利用Gagliardo-Nirenberg插值不等式和其它的一些重要不等式得到了解的正则... 此文研究了一类带有非线性阻尼项的不可压缩磁流体动力学方程组解的存在性和唯一性的定性性质,通过古典的能量方法和Sobolev紧性嵌入方法获得了解的整体存在性,利用Gagliardo-Nirenberg插值不等式和其它的一些重要不等式得到了解的正则性结果,这些结果在很大程度改善了之前相关文献的结果,揭示了磁流体运动的物理现象,为磁流体动力学的发展提供了必要的理论基础. 展开更多
关键词 磁流体动力学方程组 多孔介质 粘性流 Sobolev紧性嵌入
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几何奇异摄动理论及其应用
10
作者 张祥 《四川师范大学学报(自然科学版)》 2025年第4期466-476,F0002,共12页
奇异摄动系统理论因工程应用而诞生,对于其动力学的研究方法早期主要是非标准分析和渐近展开法.随着动力系统几何理论的发展,奇异摄动系统动力学的研究形成了一套完整的几何理论.该理论的基础是Fenichel关于法向双曲的不变流形理论和后... 奇异摄动系统理论因工程应用而诞生,对于其动力学的研究方法早期主要是非标准分析和渐近展开法.随着动力系统几何理论的发展,奇异摄动系统动力学的研究形成了一套完整的几何理论.该理论的基础是Fenichel关于法向双曲的不变流形理论和后续不断发展起来的处理转向点的理论和技术.主要介绍Fenichel的3个不变流形理论,以及折点的跳跃和鸭点理论,转向点的进出函数理论,和从中心稳定流形到中心不稳定流形的流的演化交换引理等.同时简要介绍这些理论在生物数学模型中的应用和遗留问题. 展开更多
关键词 奇异摄动系统 Fenichel不变流形理论 折点和转向点理论 交换引理 生物数学
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奇异摄动积分边值问题中的空间对照结构
11
作者 武利猛 李素红 +1 位作者 倪明康 陆海波 《数学物理学报(A辑)》 北大核心 2025年第5期1565-1576,共12页
该文研究了一类带有积分边界条件的奇异摄动边值问题的空间对照结构,利用奇异摄动几何理论和微积分技巧,证明了等价边值问题阶梯状空间对照结构解的存在性.基于解的结构,利用边界层函数法构造了一致有效的形式渐近解.通过一个例子,验证... 该文研究了一类带有积分边界条件的奇异摄动边值问题的空间对照结构,利用奇异摄动几何理论和微积分技巧,证明了等价边值问题阶梯状空间对照结构解的存在性.基于解的结构,利用边界层函数法构造了一致有效的形式渐近解.通过一个例子,验证了主要结果. 展开更多
关键词 奇异摄动 渐近解 空间对照结构
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具有延迟变量及参数边界条件向量微分算子的迹公式
12
作者 李丹 杨传富 《数学年刊(A辑)》 北大核心 2025年第1期55-64,共10页
作者研究赋予特征参数边界条件及延迟变量向量Sturm-Liouville算子的特征值问题,得到了该算子的特征值迹公式.获得的特征值迹公式揭示了特征值与势函数、边界条件矩阵及延迟变量的关系.
关键词 向量微分算子 延迟变量 迹公式
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一类具有恐惧效应和同类相食的捕食者-食饵模型 被引量:1
13
作者 李博涵 刘俊利 刘飞燕 《黑龙江大学自然科学学报》 2025年第1期27-36,共10页
为了研究恐惧效应和同类相食对捕食者-食饵模型的影响,在具有恐惧效应且功能反应函数为Holling-Ⅱ型的模型中加入了捕食者同类相食,证明了模型解的非负有界性,给出了平衡点存在的充分条件。运用线性化方法和构造Dulac函数,讨论了平衡点... 为了研究恐惧效应和同类相食对捕食者-食饵模型的影响,在具有恐惧效应且功能反应函数为Holling-Ⅱ型的模型中加入了捕食者同类相食,证明了模型解的非负有界性,给出了平衡点存在的充分条件。运用线性化方法和构造Dulac函数,讨论了平衡点的全局稳定性,研究了边界平衡点处的鞍结点分支和正平衡点处的Hopf分支。研究表明,较高的恐惧水平可以通过排除周期解的存在来确保捕食者-食饵模型的稳定,而较低的恐惧水平可以通过亚临界Hopf分支产生多个极限环,进而达到双稳定状态。与忽略捕食者同类相食的具有恐惧效应的捕食者-食饵模型相比,该模型表明更高的同类相食率更有利于模型的稳定。 展开更多
关键词 恐惧效应 同类相食 DULAC函数 Holling-Ⅱ型功能反应函数 鞍结点分支 HOPF分支
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具有VCT意识及媒体报道影响的HIV/AIDS感染动力学模型 被引量:2
14
作者 苑运强 罗颜涛 胡西尼格尔·吐尔地 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期43-49,共7页
构建一类具有VCT(voluntary counseling and testing)意识及媒体报道影响的HIV/AIDS感染动力学模型.首先得到模型解的适定性,并给出模型的基本再生数.其次,借助Hurwitz判别法及Lyapunov函数分析模型的阈值动力学,当R_(0)<1时无病平... 构建一类具有VCT(voluntary counseling and testing)意识及媒体报道影响的HIV/AIDS感染动力学模型.首先得到模型解的适定性,并给出模型的基本再生数.其次,借助Hurwitz判别法及Lyapunov函数分析模型的阈值动力学,当R_(0)<1时无病平衡点局部渐近稳定且当R_(0)≤1时全局渐近稳定;当R_(0)>1时,地方病平衡点局部渐近稳定.进一步,结合持续生存理论给出疾病的一致持续性.最后,数值模拟表明随着VCT意识比例的提高,艾滋病患者人数的峰值逐渐降低,而随着信息失效率的增大,艾滋病患者人数的峰值将有所提高. 展开更多
关键词 HIV动力学模型 VCT意识 媒体报道 稳定性
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带Markov拓扑的多智能体系统在DoS攻击和DAs下的均方一致性
15
作者 陈钊杰 叶钊显 +2 位作者 高钰博 周霞 马忠军 《应用数学》 北大核心 2025年第3期670-680,共11页
研究具有Markov切换拓扑的非线性多智能体系统在遭受拒绝服务(DoS)攻击和欺骗攻击(DAs)下的领导-跟随均方一致性问题.采用Bernoulli随机变量序列来描述多智能体系统随机受到DoS攻击或DAs.当系统遭受网络攻击时,多智能体之间的网络通讯... 研究具有Markov切换拓扑的非线性多智能体系统在遭受拒绝服务(DoS)攻击和欺骗攻击(DAs)下的领导-跟随均方一致性问题.采用Bernoulli随机变量序列来描述多智能体系统随机受到DoS攻击或DAs.当系统遭受网络攻击时,多智能体之间的网络通讯拓扑的参数和结构发生随机改变,将其建模为Markov切换拓扑.基于随机微分方程和分布式控制理论,应用随机分析方法和Lyapunov直接法,得到系统实现领导-跟随均方一致的充分条件,并通过数值仿真验证了所得结果的正确性和方法的有效性. 展开更多
关键词 非线性多智能体系统 DOS攻击 DAS Markov切换拓扑 均方一致性
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分数阶时滞多智能体系统的二分一致性
16
作者 杨冉 刘松 李晓艳 《工程数学学报》 北大核心 2025年第5期860-874,共15页
主要探讨分数阶时滞多智能体系统在固定和切换拓扑下的二分一致性问题。首先针对固定拓扑,通过设计时滞控制协议,并借助分数阶拉兹密辛理论以及符号图论提出了系统实现二分一致性的几个充分条件。其次针对切换拓扑,利用共同Lyapunov函... 主要探讨分数阶时滞多智能体系统在固定和切换拓扑下的二分一致性问题。首先针对固定拓扑,通过设计时滞控制协议,并借助分数阶拉兹密辛理论以及符号图论提出了系统实现二分一致性的几个充分条件。其次针对切换拓扑,利用共同Lyapunov函数方法进一步实现该系统的二分一致性。上述方法有效地解决了由时滞、分数阶导数和切换导致的困难。最后,两个简单的数值例子将验证结论的可行性。 展开更多
关键词 二分一致性 分数阶多智能体系统 符号有向网络 时滞 切换网络
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一类Filippov型Faraday模型的分岔与混沌动力学分析
17
作者 席雨杉 段霁程 +1 位作者 陈荣三 肖海军 《数学物理学报(A辑)》 北大核心 2025年第5期1616-1631,共16页
针对阈值控制策略下Faraday模型的稳定性及其分岔与混沌现象进行了深入分析,建立了一类三维Filippov型Faraday模型.运用非光滑动力系统的定性技术,探讨了两个子系统平衡点的存在性和稳定性.此外还研究了滑动向量场中平衡点的稳定性及分... 针对阈值控制策略下Faraday模型的稳定性及其分岔与混沌现象进行了深入分析,建立了一类三维Filippov型Faraday模型.运用非光滑动力系统的定性技术,探讨了两个子系统平衡点的存在性和稳定性.此外还研究了滑动向量场中平衡点的稳定性及分岔集,揭示了丰富的动力学行为,包括倍周期分岔、滑动分岔和穿越分岔等.该研究能够广泛应用于各类发电设备和能源管理系统中,为实现更加高效和智能的能源管理提供理论支持. 展开更多
关键词 Filippov型系统 Faraday模型 阈值控制策略 滑动分岔 混沌
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一类具有疫苗接种和垂直传播的SEIV传染病模型的动力学分析
18
作者 王春霞 王晓东 +1 位作者 热木孜亚·热布哈提 王凯 《北华大学学报(自然科学版)》 CAS 2025年第1期10-16,共7页
利用动力学方法建立了一类具有疫苗接种,并同时考虑垂直传播的SEIV传染病模型,利用下一代矩阵算法给出了决定疾病是否流行的阈值R_(0)。当R_(0)<1时,模型存在唯一的无病平衡点,并通过建立合适的Lyapunov函数证明了无病平衡点是全局... 利用动力学方法建立了一类具有疫苗接种,并同时考虑垂直传播的SEIV传染病模型,利用下一代矩阵算法给出了决定疾病是否流行的阈值R_(0)。当R_(0)<1时,模型存在唯一的无病平衡点,并通过建立合适的Lyapunov函数证明了无病平衡点是全局渐近稳定的;当R_(0)>1时,模型存在唯一的地方病平衡点,并证明了它是一致持久的。最后,通过数值模拟,验证了以上结论。此外,为了更好地控制和预防疾病,模拟研究了几个关键参数对疾病传播的影响。 展开更多
关键词 疫苗接种 垂直传播 基本再生数 平衡点 稳定性
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一个包含先天免疫因素的Markov切换传染病模型
19
作者 陈丽君 《四川大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期812-822,共11页
一些传染病具有变异快、烈度高、传播迅速及发病隐匿等典型特征.为了更好预防和控制传染病的传播扩散,利用数学模型来研究传染病的传播规律是一种基本方法.本文建立了一种同时包含疫苗接种效果、Beddington-DeAngelis发生率及饱和先天... 一些传染病具有变异快、烈度高、传播迅速及发病隐匿等典型特征.为了更好预防和控制传染病的传播扩散,利用数学模型来研究传染病的传播规律是一种基本方法.本文建立了一种同时包含疫苗接种效果、Beddington-DeAngelis发生率及饱和先天免疫因素的Markov切换传染病模型.结合停时理论,本文通过构造Lyapunov函数证明模型的解具有全局正性.在适当条件下,本文运用一般伊藤公式证明:当基本再生数大于1时,模型的解是一个平稳Markov过程,具有遍历性;当基本再生数小于1时,潜伏者与感染者的数量趋于绝灭.数值模拟验证了理论结果. 展开更多
关键词 随机传染病模型 先天免疫 疫苗接种 平稳Markov过程 绝灭
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具有两个Caputo导数的泛函微分方程的稳定性
20
作者 王奇 《安徽大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期7-15,共9页
研究具有两个Caputo导数的常时滞线性分数阶泛函微分方程的稳定性和渐近稳定性.利用特征方程法和解的稳定性区域边界分析法,得到该方程的稳定性和渐近稳定性结论,推广了已有的结果.
关键词 Caputo分数阶泛函微分方程 常时滞 特征方程 稳定性和渐近稳定性
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