PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Proceedings of the Royal Society A Mathematical Physical and Engineering Sciences· 2026Q1

Üç bileşenli aktivatör-bi-inhibitör reaksiyon-difüzyon sisteminin Turing difüzyon kaynaklı kararsızlık analizi ve doğrusal çapraz difüzyon

Turing diffusion-driven instability analysis of a three-component activator-bi-inhibitor reaction–diffusion system with linear cross-diffusion

Anotida Madzvamuse, Tingyu Zhou, Victor Ogesa Juma, Gülsemay Yiğit ve diğerleri

Kısa özet

Yeni bir yöntem, üç bileşenli bir reaksiyon-difüzyon sisteminde difüzyon kaynaklı kararsızlık için 17 koşul seti türetir; bu, iki bileşenli sistemlerdeki tek koşula göre önemli bir artıştır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Üç bileşenli bir reaksiyon-difüzyon sisteminde difüzyon kaynaklı kararsızlık için 17 gerekli koşul seti türetilmiştir.
  • Kararsızlık koşulları, kararlılık için Routh-Hurwitz kriterlerinin ihlalinden kaynaklanmaktadır.
  • Analiz, iki bileşenli sistemlerdeki tek karesel polinomun aksine, dalga sayılarının karesel ve iki kübik polinomunun incelenmesini içerir.
  • Desen oluşumu için yeterli koşullar, türetilen parametre uzaylarından belirli modların izole edilmesiyle belirlenmiştir.
  • Tek boyutlu sonlu elemanlar simülasyonları, doğrusal kararlılık analizinin teorik tahminlerini doğrulamıştır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract This article presents a systematic approach for deriving the necessary and sufficient conditions for diffusion-driven instability for a three-component reaction–diffusion system (RDS) with linear cross-diffusion and activator-bi-inhibitor reaction kinetics. First, by considering the system in the absence of spatial variations, we derive the necessary conditions for the uniform steady state to be linearly asymptotically stable, based on the Routh–Hurwitz criterion. Second, by introducing spatial variations, we derive 17 different sets of necessary conditions under which the uniform steady state becomes linearly unstable. These conditions emerge from the violation of at least one of the Routh–Hurwitz conditions for stability. The derivation of these conditions reduces to studying one quadratic and two cubic polynomials as functions of the wave numbers. This is in contrast to the case of a two-component RDS, where Turing instability is driven by a single quadratic polynomial. To verify the validity of these conditions, we systematically derive diffusion-driven instability parameter spaces by picking cross-diffusion tensor matrices from real physical systems. Sufficient conditions are established by determining parameter values from the generated parameter spaces such that specific modes are isolated for pattern formation. Finite element simulations in 1–space dimension confirm theoretical predictions of linear stability analysis.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Proceedings of the Royal Society A Mathematical Physical and Engineering Sciences, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Bilgisayar Ağları ve İletişim

Computer Networks and CommunicationsComputer Science