一种用于避捕食者鱼群行为的随机微分方程模型
动力系统
2022-10-11 v1
摘要
本文提出一个随机微分方程（SDE）系统作为数学模型，用以描述在人工水生环境中、对相应猎物施加集群行为时捕食者-猎物系统的时空动态。所提模型遵循类粒子方法，其中相关单元间的相互作用通过类似于分子物理中出现的吸引与排斥力组合来体现。我们提出并将两种捕食者的狩猎策略整合进通用模型，即中心攻击策略与最近攻击策略。重点在于展示所提模型的如下能力：（i）发现集群猎物的避捕食者模式，以及（ii）表明组成大型猎物鱼群更有利于逃避捕食者攻击。基于对所提模型的数值模拟，发现了集群猎物的四种避捕食者模式，即分裂重聚、分裂并分离为两组、分散、以及保持队形与距离。所提模型还成功展示了组成大型集群猎物群体在降低捕食风险方面的益处。这些发现与自然水生生态系统的实际观测相符，从而证实了所提模型的有效性与精确性。
引用
@article{arxiv.2210.03989,
title = {A Stochastic Differential Equation Model for Predator-Avoidance Fish Schooling},
author = {Aditya Dewanto Hartono and Linh Thi Hoai Nguyen and Ton Viet Ta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.03989},
year = {2022}
}