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移动感染环境中带脱靶的粪口传播模型

偏微分方程分析 2024-10-22 v1

摘要

本文构建了一个带脱靶的粪口传播模型,以理解定期消毒与感染区域扩张如何影响粪口病毒的传播。首先验证了该脉冲模型具有唯一的全局非负经典解。分别定义初始位置和无穷处的周期特征值问题的主特征值为 λ1(h0)\lambda^{\vartriangle}_{1}(h_{0})λ1()\lambda^{\vartriangle}_{1}(\infty),二者均依赖于脉冲强度 1G(0)1-G'(0) 以及扩张容量 μ1\mu_{1}μ2\mu_{2}。随后依据 λ1(h0)\lambda^{\vartriangle}_{1}(h_{0})λ1()\lambda^{\vartriangle}_{1}(\infty) 探讨模型的长期动力学行为:若 λ1()0\lambda^{\vartriangle}_{1}(\infty)\geq 0,则疾病消失;若 λ1()<0\lambda^{\vartriangle}_{1}(\infty)<0λ1(h0)0\lambda^{\vartriangle}_{1}(h_{0})\leq 0,则疾病扩散;若 λ1()<0\lambda^{\vartriangle}_{1}(\infty)<0λ1(h0)>0\lambda^{\vartriangle}_{1}(h_{0})> 0,则对任意给定 μ1\mu_{1},存在 μ0\mu_{0} 使得当 μ2(μ0,+)\mu_{2}\in(\mu_{0},+\infty) 时发生扩散,当 μ2(0,μ0)\mu_{2}\in(0,\mu_{0}) 时发生消失。最后给出数值例证以验证理论结论,并进一步探讨脉冲干预与扩张容量对疾病传播的影响。结果表明,脉冲强度的增加和扩张容量的降低均有助于疾病的防控。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.15798,
  title  = {On an impulsive faecal-oral model in a moving infected environment},
  author = {Qi Zhou and Zhigui Lin and Michael Pedersen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.15798},
  year   = {2024}
}

备注

40 pages, 5 figures