具有内生寿命模型中的多重增长路径与分歧

本文将S-形生存概率函数引入Chakraborty内生寿命模型,研究模型的动态特征.文中证明描述模型的离散动力系统至少存在一个非零平衡,至多存在三个非零平衡点,并在给的参数下出现鞍结点分歧.在出现三个非零平衡点的情形下,较高人均资本处的平衡处的生存概率较高,而较低人均资本处的生存概率较低,这两个平衡点是稳定的;处于这两个平衡点之间的平衡点是不稳定的.此时,模型描述的经济具有多重增长路径,并出现"贫困陷阱".     

具有内生人口规模的城市经济增长模型

本文研究了城市经济增长与人口规模的相互关系.通过引入含消费与舒适度的双变量效用函数,提出了城市居民效用最大化问题.利用动态优化与动力系统,得出描述模型的二维动力系统,具有唯一双曲型平衡点和优化问题存在唯一最优增长路径.因而,对城市经济增长存在最优的人口规模.     

具有人力资本和科技进步的经济增长模型研究

通过引入新的变量,将二维非自治动力系统转化为二维自治的动力系统,得到包含教育,实物资本,人口和技术进步的经济增长模型.证明二维自治动力系统存在唯一的平衡点且为结点.对于给定的初始状态,模型描述的经济存在一条增长路径.通过对模型动态性质的讨论,得出维持经济长期增长的关键因素是技术进步.最后,讨论了死亡率、折旧率和对教育的投资对经济增长的影响,得出在相同的生育率的情况下,死亡率越低,经济增长越快;低折旧率对应于高经济增长,加大教育的投入也可有效地促进经济增长.     

人口总数变化的急慢性阶段年龄结构传染病模型及稳定性

本文讨论总人口数量变化的具有急性及慢性阶段且都能感染的年龄结构传染病模型,求出了与人口增长指数λ*相关的基本再生数R_0.利用谱理论和齐次动力系统等理论证明,若R_01,则无病平衡点局部渐近稳定;若R_01,则无病平衡点不稳定,这时还有地方病平衡点,并得到地方病平衡点的局部渐近稳定性条件.     

具有密度依赖的生育脉冲单种群阶段结构模型

建立了具有密度依赖和生育脉冲的单种群阶段结构模型,利用频闪映射将该数学模型转化为一个离散动力系统,并证明了平衡点的稳定性.     

一类具有饱和感染率与治愈率的HIV病理模型

将治愈率以及饱和感染率引入基本的HIV病理模型,构建一个改进的HIV病理模型.利用微分动力系统的相关理论,证明改进模型中无病平衡点和染病平衡点的全局渐近稳定性,然后执行相关的数值模拟以验证所得结论.研究结果表明:在饱和感染率的条件下,HIV感染进程变缓;同时提高治愈率能有效地控制HIV感染.     

具有人口转变经济增长模型中的分歧和多重增长路径

该文对Holger Sriulik~([1])给出的模型作了进一步的研究.证明在给定的技术水平下,描述模型的动力系统出现鞍结定分歧.当模型存在两个平衡点时,鞍点的稳定流形将y-k平面的第一像限分成两个区域,其左边为Malthus区域,该区域的所有轨道收敛于一个低水平的平衡点;其右边为非Malthus区域,该区域的轨道为正常的经济增长路径.经济可以通过提高技术水平或提高人均收入的"大冲击"方法逃离"Malthus贫困陷阱".     

能源消耗与经济增长质量的动力学分析

基于能源消耗-能源价格-经济增长动力学模型,引入环境污染因素建立了能源消耗与经济增长质量的动力系统模型,利用非线性动力学方法,分析了动力系统的平衡点及其稳定性,并通过数值模拟,分析该系统的运动状态,得到以下的主要结论:在不同的能源价格水平和不同的污染排放水平下,能源-经济-环境系统的平衡点处于不稳定状态、稳定状态和极限环状态,由此给出了经济增长、能源消耗和环境保护的相关参数阈值,对实现经济长期可持续性的高质量增长提供理论依据.     

双重社会强化谣言传播模型及稳定性分析

谣言大规模扩散给社会造成了不良影响甚至严重危害,引发了学术界和政府的高度关注.通过分析群体正负双重社会强化效用对个体传播行为的影响,构建了谣言传播动力学模型,计算了平衡点和基本再生数,并运用Lyapunov函数法、Routh-Hurwitz稳定判据与复合矩阵等方法讨论了平衡点渐进稳定性.理论分析证明,当基本再生数不大于1时,谣言迅速消失,无谣言平衡点全局渐进稳定,否则谣言传播扩散,非零谣言平衡点全局渐进稳定.新浪微博仿真实验发现,在双重社会强化效用影响下,提高个体对谣言独立甄别能力有助于谣言由大规模扩散向迅速消失趋势转移;只有当抑制谣言传播的社会负强化足够大时,才能迅速终止谣言持续传播.     

公共教育影响的SIR传染病斑块模型性态分析

建立了考虑公共卫生教育影响的SIR斑块模型.通过分析模型动力学性态,给出模型平衡点存在条件,并证明了无病平衡点和地方病平衡点的稳定性.通过数值模拟分析公共卫生教育和斑块间的传播对模型疾病传播的影响,发现媒体的传播和公众之间的交流可以促进疾病防护意识,进而降低传染及传播疾病的几率.当疾病爆发时,应尽量减少人口流通,当疾病爆发后,应加强疾病防护意识的传播,尤其是医疗水平较低的地区.     

丙型肝炎中免疫模型的动力学分析

对肝炎C病毒与宿主细胞及免疫反应之间关系的动力系统进行了分析,得到了模型平衡点的存在条件,并对复杂的平衡点进行了数值模拟,模拟结果显示系统是趋于渐进稳定的.而且对染病初期,进行抗病毒治疗的数学模型也进行了数值模拟,并且能够达到预期的效果.     

有保护区的海洋渔业资源离散动力学模型分析

假设海洋渔业资源分属于保护区和非保护区两个区域,本文建立一个渔业资源储量-捕捞力度模型,用聚合方法得到一个简化的离散动力系统,从而分析正不动点的存在性、稳定性以及关于保护区面积比例的局部分叉,运用中心流形定理分析平衡点的局部稳定性,并用数值模拟验证不动点的局部分叉.最后,用全局分析方法分析保护区面积比例变化对可行吸引域的结构和大小的影响,从而揭示保护区对渔业资源可持续利用的影响.     

具有时滞和阶段结构的生态-流行病模型的稳定性及其Hopf分支

本文研究一个食饵具有阶段结构和捕食者染病的捕食者-食饵模型的稳定性,并讨论了由疾病的潜伏期引起的时滞对种群动力学性态的影响.通过分析特征方程,运用Hurwitz判定定理,讨论了该模型的平凡平衡点、捕食者灭绝平衡点、无病平衡点及地方病平衡点的局部稳定性,并得到了地方病平衡点附近Hopf分支存在的充分条件;通过构造适当的Lyapunov泛函,运用La Sall不变集原理,得到了这些平衡点全局稳定的充分条件.     

一类具有垂直传染的传染病模型的稳定性

基于动力系统的理论,讨论了一类具有垂直传染的传染病模型的稳定性.采用下一代矩阵法获得了基本再生数R₀.当R₀<1时,由Routh-Hurwitz判别法,得到了无病平衡点的局部渐近稳定性.通过构造Lyapunov函数,证明了系统在无病平衡点全局渐近稳定.当R₀> 1时,地方病平衡点存在且唯一,借助Routh判据,得出了系统在地方病平衡点局部渐近稳定的条件,并通过构造Lyapunov函数,证明了系统在地方病平衡点全局渐近稳定.最后,用数值模拟验证了结论的合理性.     

一类微生物絮凝模型平衡点的稳定性与Hopf分支

考虑了一类具有营养循环的微生物絮凝常微分方程动力学模型.该类动力学模型平衡点可呈现前向与后向分支.利用常微分方程相关理论,研究了其边界平衡点的全局稳定性,以及正平衡点的局部稳定性析与Hopf分支存在性.同时,计算机数值模拟结果显示了与理论结果的一致性,并进一步揭示了该类动力系统可能呈现的复杂的振荡性质.     

种间作用的二维非线性动力系统模型及其数值模拟试验研究

系统探讨了种间制约作用的二维非线性动力系统的机理与过程,从生物力学角度扩展了Lotka-Volterra模型,建立了包含种间作用与反作用的二维非线性自治、非自治动力系统新模型,分析了该动力系统平衡点的稳定性、周期解的存在性与稳定性,并对其动力学过程进行了数值模拟试验研究.结果表明两生物种群间作用效率的大小、作用系数与反作用系数变化的同向与异向性和作用力时变等对动力系统稳定性都有一定影响,种间作用效率变大或变小,以及作用系数与反作用系数的异向变化都导致动力系统的不稳定,致使两种生物难以生存,而相互作用力时变则对系统的稳定起促进作用.     

带有非线性传染率的传染病模型

对一类带有非线性传染率的SEIS传染病模型,找到了其基本再生数.借助动力系统极限理论,得到当基本再生数小于1时,无病平衡点是全局渐近稳定的,且疾病最终灭绝.当基本再生数大于1时,无病平衡点是不稳定的,而唯一的地方病平衡点是局部渐近稳定的.应用Fonda定理,得到当基本再生数大于1时疾病一致持续存在.     

具有交通流量异质性的网络传染病模型研究

主要研究了异质集合种群网络上的移动和扩散行为对疾病传播的影响.针对现实社会中的网络所具有的异质性,分析了影响城市疾病传播的主要因素为网络拓扑结构以及城市交通流量异质性,建立了依赖于交通流量移出率的传染病动力学模型.通过分析模型的无病平衡点以及正平衡点的存在及其稳定性,发现人口流动会使交通较发达的城市拥有更多的染病者,更容易促使疾病的爆发.     

差分形式的Gompertz模型及相关问题研究

在连续Gompertz模型基础上,导出了差分形式的Gompertz模型。通过对肿瘤生长数据的模拟,验证了差分形式的Gompertz模型对连续Gompertz模型具有良好的逼近效果;进一步,对其稳定性进行了研究,讨论了模型参数对平衡点稳定性的影响;最后,研究了一类基于差分形式的Gompertz模型的非线性动力系统的长期行为,数值模拟表明差分形式的Gompertz模型的长期行为对模型参数较为敏感。     

一类埃博拉传染病模型的动力学分析

该文考虑了人类和动物耦合传播的情况,提出了一类具有隔离仓室和动物仓室的埃博拉传染病模型.然后运用第二代生成矩阵的方法得到了基本再生数的表达式,利用稳定性和动力系统的相关理论证明了无病平衡点、边界平衡点、共存平衡点的存在性及全局稳定性,并对模型中的参数进行敏感性指数分析.最后通过数值模拟验证了这些结果的正确性.该文工作对于如何有效预防和控制埃博拉病毒的传播具有重要的意义.