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随机变化传播率介质中的感染锋面

无序系统与神经网络 2024-09-18 v2 生物物理

摘要

我们在二维空间SIR模型中数值研究了感染锋面的几何和输运性质。该模型包含了短程相关的淬火随机传播率。我们的研究结果表明,用于稳态传播的临界平均传播率被朴素的平均场均匀化方法高估了。此外,我们观察到,在给定特定平均传播率的情况下,锋面的速度、轮廓和危害性对随机性的细节很敏感。特别地,我们发现传播率越均匀,锋面的危害性越大,这暗示了在固定平均传播率或有限疫苗资源等约束下,疫苗接种策略可能存在优化空间。然而,前进锋面的大尺度几何结构呈现出稳健的普适特征,对于统计各向同性且短程相关的无序,我们得到粗糙度指数α0.42±0.10\alpha\approx 0.42 \pm 0.10和动力学指数z1.6±0.10z\approx 1.6 \pm 0.10,这些值与一维Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)普适类大致兼容。我们发现KPZ项和无序诱导的有效噪声是存在的,并且具有运动学起源。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.01822,
  title  = {Infection fronts in randomly varying transmission-rate media},
  author = {Renzo Zagarra and Karina Laneri and Alejandro B. Kolton},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.01822},
  year   = {2024}
}

备注

10 pages, 8 figures