双层耦合非对称反应扩散系统中的振荡图灵斑图

刘雅慧; 董梦菲; 刘富成; 田淼; 王硕; 范伟丽

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双层耦合非对称反应扩散系统中的振荡图灵斑图

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采用线性耦合Brusselator模型和Lengyel-Epstein模型, 数值研究了双层耦合非对称反应扩散系统中振荡图灵斑图的动力学, 并分析了图灵模、高阶模以及霍普夫模之间的相互作用及其对振荡图灵斑图的影响.模拟结果表明, 在Lengyel-Epstein模型激发的超临界图灵模k 1的激励下, Brusselator模型中处于霍普夫区域的高阶模√3k1被激发, 这两个模式相互作用从而产生了同步振荡六边形斑图. 随着控制参数b的增加, 该振荡六边形斑图首先经历倍周期分岔进入双倍振荡周期, 经历多倍振荡周期后, 在霍普夫模式的参与下, 最终进入时空混沌态. 同步振荡六边形斑图形成的条件是Brusselator模型中的次临界图灵模k2的本征值高度低于处于霍普夫区域的高阶图灵模√3k1的本征值高度, 且两个图灵模之间不存在空间共振关系. 当两个图灵模满足空间共振时, 系统优先选择空间共振模式, 从而产生超点阵斑图. 霍普夫模和图灵模共同作用下只能产生非同步振荡图灵斑图. 此外, 耦合强度对振荡图灵斑图也有重要的影响.

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来源
《物理学报》 |2021年第15期|281-291|共11页
作者
刘雅慧; 董梦菲; 刘富成; 田淼; 王硕; 范伟丽;
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作者单位

河北大学物理科学与技术学院保定 071002;

河北大学物理科学与技术学院保定 071002;

河北大学物理科学与技术学院保定 071002;

河北大学生命科学与绿色发展研究院保定 071002;

河北大学物理科学与技术学院保定 071002;

河北大学物理科学与技术学院保定 071002;

河北大学物理科学与技术学院保定 071002;

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正文语种 chi
中图分类
关键词
非对称耦合反应扩散系统; 振荡图灵斑图; 图灵模; 高阶模; 霍普夫模;

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