URSS.ru Магазин научной книги
Обложка Кащенко С.А. Динамика пространственно-распределенного логистического уравнения с запаздыванием Обложка Кащенко С.А. Динамика пространственно-распределенного логистического уравнения с запаздыванием
Id: 320552
1720 р.

Динамика пространственно-распределенного логистического уравнения с запаздыванием

2024. 448 с.
Белая офсетная бумага

Аннотация

Книга является продолжением вышедшей в 2020 году в издательстве URSS монографии С. А. Кащенко «Динамика моделей на основе логистического уравнения с запаздыванием». В ней рассматриваются более сложные модели, которые базируются на пространственно-распределенных логистических уравнениях с запаздыванием.

Основное внимание уделяется аналитическим методам исследования. Разработаны новые асимптотические методы локального и нелокального... (Подробнее)


Содержание
top
Ключ к пониманию нелинейной реальности (Г. Г. Малинецкий)9
От автора19
Предисловие20
Список литературы36
1 Локальная динамика логистического уравнения с запаздыванием и диффузией39
Введение39
1.1 Бифуркация Андронова — Хопфа в логистическом уравнении с запаздыванием и диффузией41
1.1.1 Пространственно-неоднородные возмущения коэффициентов43
1.1.2 Бифуркации при возмущениях в краевых условиях46
1.1.3 Бифуркация Андронова — Хопфа в случае краевых условий Дирихле48
1.1.4 Бифуркации при периодических по времени возмущениях51
1.1.5 Влияние запаздывающего возмущения на динамические свойства логистического уравнения с запаздыванием и диффузией59
1.2 Влияние коэффициента сопротивления внешней среды на динамику популяции61
1.2.1 Основные результаты в случае 0<а<162
1.2.2 О зависимости периодического решения от коэффициента диффузии64
1.2.3 Основные результаты в случае г(х)а(х) = const66
1.3 Влияние граничных условий на динамические свойства логистического уравнения с запаздыванием и диффузией70
1.3.1 Линейный анализ при условии х = 073
1.3.2 Нелинейный анализ при условии х = 076
1.3.3 Исследование краевой задачи (9.5) при я ^ 079
1.3.4 Нелинейный анализ в предельном случае82
1.3.5 О динамике логистического уравнения с запаздыванием, малой диффузией и с классическими граничными условиями общего вида83
1.4 Логистическое уравнение с диффузией и сильно запаздывающей обратной связью88
1.4.1 Линейный анализ89
1.4.1 Линейный анализ89
1.4.2 Построение квазинормальных форм92
1.5 Имитация запаздывания с помощью системы обыкновенных дифференциальных уравнений96
1.5.1 Динамика системы (1.175)99
1.5.2 О локальной динамике системы (1.177)108
1.5.3 Обсуждение результатов109
Список литературы113
2 Применение принципа усреднения к распределенному логистическому уравнению с запаздыванием119
Введение119
2.1 Бифуркация Андронова — Хопфа в логистическом уравнении с запаздыванием, диффузией и быстро осциллирующими по времени коэффициентами124
2.1.1 Постановка задачи124
2.1.2 Построение усредненного уравнения126
2.1.3 О решениях вспомогательной краевой задачи128
2.1.4 Бифуркация из состояния равновесия131
2.2 Усреднение по пространственной переменной в нелинейных параболических системах141
2.2.1 Принцип усреднения141
2.2.2 Алгоритм построения периодического решения145
2.2.3 Обоснование теоремы148
2.2.4 Бифуркация Андронова — Хопфа150
2.2.5 Бифуркации в логистическом уравнении с запаздыванием и диффузией155
2.2.6 Периодические решения уравнений с большим коэффициентом диффузии160
Список литературы165
3 Нелокальные пространственно-неоднородные структуры влогистическом уравнении с запаздыванием и диффузией169
Введение169
3.1 Асимптотика неоднородного периодического решения логистического уравнения с запаздыванием и диффузией170
3.2 Асимптотика установившихся режимов конечно-разностных аппроксимаций логистического уравнения с запаздыванием и с малой диффузией176
3.3 Анализ одной упрощенной системы из двух связанных логистических уравнений189
3.4 Пример. К вопросу об оптимизации охотничьего промысла193
3.4.1 Основные результаты195
3.4.2 Возможное обобщение задачи196
Список литературы197
4 Бесконечномерные бифуркации в пространственно-распределенном логистическом уравнении с запаздыванием и адвекцией (переносом)201
Введение201
4.1 Бифуркации, определяемые коэффициентом переноса Ъ204
4.2 Уравнения с малым коэффициентом диффузии211
4.3 О бесконечномерных бифуркациях в случае большого запаздывания и краевых условиях Дирихле228
4.4 Бифуркации в логистическом уравнении с запаздыванием и с вырожденным диффузионным оператором238
4.4.1 Линейный анализ240
4.4.2 Нелинейный анализ241
Список литературы243
5 Квазинормальные формы для цепочек связанных логистических уравнений с запаздыванием245
Введение245
5.1 Динамика полносвязной пространственно-распределенной цепочки251
5.1.1 Случай малых значений параметра 7251
5.1.2 Случай «средних» значений параметра 7255
5.1.3 Об одной модификации задачи полносвязных цепочек логистических уравнений258
5.2 Динамика цепочек в случае диффузионного типа связей259
5.3 Корпоративная динамика в цепочках с однонаправленной связью265
5.4 Управление динамикой пространственно-распределенного логистического уравнения с запаздыванием268
5.4.1 Релаксационные колебания при малом коэффициенте 7271
5.4.2 Локальная динамика при малых значениях параметра 7274
5.4.3 Асимптотический анализ периодических решений277
5.5 Динамика логистического уравнения с запаздыванием и с большим коэффициентом пространственно-распределенного управления284
5.6 Динамика сильно связанных пространственно-распределенных логистических уравнений с запаздыванием301
5.6.1 Динамика в случае симметричной функции F(s)303
5.6.2 Динамика в случае несимметричной F(s)306
5.6.3 Квазинормальные формы в случае существенной несимметричности функции F(s)309
Список литературы315
6 Динамика логистического уравнения с пространственно-распределенным насыщением321
Введение321
6.1 Локальная динамика логистического уравнения с пространственно-распределенным насыщением324
6.2 Пространственные особенности высокомодовых бифуркаций в распределенном логистическом уравнении328
6.2.1 Первый случай331
6.2.2 Второй случай337
6.3 Нелокальные пространственно-неоднородныепериодические решения логистического уравнения с запаздыванием и распределенным насыщением341
6.3.1 Случай симметричной F(x)342
6.3.2 Случай несимметричной F(x)343
6.3.3 Результаты численного исследования345
Список литературы349
7 Распространение волн в уравнениях Колмогорова — Петровского — Пискунова с запаздыванием или с отклонением пространственной переменной351
Введение351
7.1 Распространение волн в уравнениях Колмогорова — Петровского— Пискунова с запаздыванием351
7.1.1 Некоторые свойства уравнения распространения волны353
7.1.2 Локальный асимптотический анализ355
7.1.3 Численный анализ уравнения КПП с запаздыванием358
7.2 Особенности динамики уравнения Колмогорова — Петровского — Пискунова с отклонением по пространственной переменной370
7.2.1 Периодическая краевая задача для уравнения КПП с отклонением пространственной переменной372
7.2.2 Некоторые свойства волновых решений задачи376
7.2.3 Волновые решения в задаче с периодическими условиями378
7.2.4 Численный анализ уравнения КПП с пространственным отклонением381
Список литературы392
8 Динамика комплексного пространственно-распределенного логистического уравнения с диффузией397
Введение397
8.1 Динамика комплексного пространственно-распределенного логистического уравнения с запаздыванием и диффузией397
8.1.1 Краевая задача с периодическими краевыми условиями398
8.1.2 Краевая задача с условиями непроницаемости399
8.2 Динамика комплексного пространственно-распределенного уравнения Курамото с диффузией401
8.2.1 Динамика уравнения Курамото с малым коэффициентом пространственно-распределенного управления402
8.2.2 Медленно осциллирующие структуры406
8.2.3 Быстро осциллирующие структуры408
8.2.4 Случай существенно несимметричной F(x)409
Список литературы412
9 Логистическое уравнение с запаздыванием, диффузией и нестандартными граничными условиями415
Введение415
9.1 Бифуркации Андронова — Хопфа в уравнении с нелинейными граничными условиями415
9.1.1 Квазилинейный случай415
9.1.2 Бифуркации в логистическом уравнении418
9.2 Бифуркации в логистическом уравнении с диффузией и запаздыванием в граничном условии421
9.2.1 Построение нормальной формы для краевой задачи (9.31), (9.34)423
9.2.2 Нормальная форма для краевой задачи (9.31), (9.40)424
9.2.3 Нормальная форма в случае больших значений коэффициента h425
9.3 Логистическое уравнение с запаздыванием, диффузией и нестандартными граничными условиями427
9.3.1 Устойчивость нулевого решения задачи с запаздыванием в граничном условии429
9.3.2 Устойчивость состояния равновесия в задаче без запаздывания в граничном условии430
9.3.3 Исследование динамики исходных нелинейных задач432
Список литературы436

Об авторе
top
photoКащенко Сергей Александрович
Доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой математического моделирования Ярославского государственного университета им. П. Г. Демидова. Директор научно-образовательного центра «Нелинейная динамика».

Основные научные интересы: нелинейная динамика, синергетика. Автор более 250 научных работ, в том числе книги «Динамика моделей на основе логистического уравнения с запаздыванием» (URSS); соавтор монографий «Управление риском», «Новое в синергетике: взгляд в третье тысячелетие», «Нелинейные волны», «Модели волновой памяти» (URSS), «Релаксационные колебания в лазерах» (URSS).