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空间异质性混合反应扩散流行病模型中的前沿传播。第一部分:传播速度与渐近行为

偏微分方程分析 2025-01-22 v3 动力系统

摘要

我们考虑一个一维空间中的两物种反应扩散系统,该系统源自空间周期环境中的流行病模型,包含两种病原体:野生型和突变型。该系统具有混合性质,部分合作部分竞争,但两者均不完全。因此,比较原理对整个系统不成立。我们研究了当感染初始局域化时解前沿的传播性质。我们证明在向右和向左两个方向上存在明确定义的传播速度,并且可以从传播前沿前缘的线性化方程中计算得到。接下来我们研究系数空间齐次的情况,并证明当传播发生时,Cauchy问题的每个解在 tt\to\infty 时收敛到唯一的正稳态解。最后,我们考虑系数快速振荡的情况,即当系数的空间周期 ε\varepsilon 很小时。我们证明存在唯一的正稳态解,且Cauchy问题的每个正解在 tt\to\infty 时收敛到该稳态解。然后我们讨论 ε0\varepsilon\to 0 的均匀化极限。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.07501,
  title  = {Front propagation in hybrid reaction-diffusion epidemic models with spatial heterogeneity. Part I: Spreading speed and asymptotic behavior},
  author = {Quentin Griette and Hiroshi Matano},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.07501},
  year   = {2025}
}