Abstract

We considered the problem of density wave propagation in a logistic equation with delay and diffusion (Fisher–Kolmogorov equation with delay). It was constructed a Ginzburg–Landau equation in order to study the qualitative behavior of the solution near the equilibrium state. The numerical analysis of wave propagation shows that for a sufficiently small delay this equation has a solution similar to the solution of a classical Fisher–Kolmogorov equation. The delay increasing leads to existence of the oscillatory component in spatial distribution of solutions. A further increase of delay leads to the destruction of the traveling wave. That is expressed in the fact that undamped spatio-temporal fluctuations exist in a neighborhood of the initial perturbation. These fluctuations are close to the solution of the corresponding boundary value problem with periodic boundary conditions. Finally, when the delay is sufficiently large we observe intensive spatio-temporal fluctuations in the whole area of wave propagation.

Highlights

  • Рассматривается задача распространения волны плотности в логистическом уравнении с запаздыванием и диффузией

  • We considered the problem of density wave propagation in a logistic equation

  • Landau equation in order to study the qualitative behavior of the solution near the equilibrium state

Read more

Summary

Постановка задачи

Достаточно хорошо изучено (см. [8,9,10,11,12,13,14,15,16]). При h < e−1 решение (3) монотонно стремится к единице, а при e−1 < h < π/2 стремится к единице колебательным образом. При условии близости параметра h к π/2, а также при h 1 это решение устойчиво. При достаточно малых σ все простейшие периодические решения вида ρm exp(2πimy + iφmτ ) В статьях [18,21] для задачи (7) с периодическими краевыми условиями (8) и с краевыми условиями Неймана выполнен численный эксперимент, позволяющий утверждать, что при уменьшении параметра σ ее колебательные режимы становятся неупорядоченными и имеют все более сложную структуру по пространственной переменной. Для вывода дискретного аналога уравнения (3) фиксируем произвольно натуральное k и заметим, что любое решение u(t) > 0 уравнения (3) удовлетворяет интегральному соотношению h t−h+h/k u(t + h/k) = u(t) exp −. Что для многих приложений представляет интерес задача о распространении волн концентрации в задаче (2), в следующих пунктах будем рассматривать это уравнение без граничных условий

Построение нормализованного уравнения
Некоторые свойства уравнения распространения волны
Численный анализ уравнения КПП с запаздыванием

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.