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Enregistrement W2583127447 · doi:10.1137/16m108121x

The Stability and Slow Dynamics of Localized Spot Patterns for the 3-D Schnakenberg Reaction-Diffusion Model

2017· article· en· W2583127447 sur OpenAlexfundno aff
Justin C. Tzou, Shuangquan Xie, Théodore Kolokolnikov, M. J. Ward

Notice bibliographique

RevueSIAM Journal on Applied Dynamical Systems · 2017
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueTheoretical and Computational Physics
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaPacific Institute for the Mathematical Sciences
Mots-clésEigenvalues and eigenvectorsPhysicsBounded functionOmegaSingularityMathematical analysisInstabilityOrder (exchange)Mathematical physicsCombinatoricsMathematicsQuantum mechanics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

On a bounded three-dimensional domain $\Omega$, a hybrid asymptotic-numerical method is employed to analyze the existence, linear stability, and slow dynamics of localized quasi-equilibrium multispot patterns of the Schnakenberg activator-inhibitor model with bulk feed-rate $A$ in the singularly perturbed limit of small diffusivity $\varepsilon^2$ of the activator component. By approximating each spot as a Coulomb singularity, a nonlinear system of equations is formulated for the strength of each spot. To leading order in $\varepsilon$, two types of solutions are identified: symmetric patterns for which all strengths are identical, and asymmetric patterns for which each strength takes on one of two distinct values. The $\mathcal{O}(\varepsilon)$ correction to the strengths is found to depend on the spatial configuration of the spots through a certain Neumann Green's matrix $\mathcal{G}$. When $\mathbf{e} = (1,\dots,1)^T$ is not an eigenvector of $\mathcal{G}$, a detailed numerical and (in the case of two spots) asymptotic characterization is performed for the resulting imperfection-sensitive bifurcation structure. For symmetric multispot patterns, a leading-order global threshold in terms of $|\Omega|$ and parameters of the Schnakenberg model is obtained, below which a competition instability is triggered leading to the annihilation of one or more spots. A corresponding refined threshold is established in terms of eigenvalues of $\mathcal{G}$ in the special case when $\mathcal{G}\mathbf{e} = k\mathbf{e}$. Additionally, a local self-replication threshold for the strength of each spot is derived numerically, above which a spot splits into two. By examining $\mathcal{O}(\varepsilon)$ corrections to spot strengths, a prediction is made as to which spot will be next to split as $A$ is slowly tuned. When the pattern is stable to $\mathcal{O}(1)$ instabilities, it is shown that the locations of spots in a quasi-equilibrium configuration evolve on a long $\mathcal{O}(\varepsilon^{-3})$ time-scale according to an ODE system characterized by a gradient flow of a certain discrete energy $\mathcal{H}$, the minima of which define stable equilibrium points of the ODE. The theory also illustrates that new equilibrium points can be created when $A = A(\mathbf{x})$ is spatially variable, and that finite-time pinning away from minima of $\mathcal{H}$ can occur when $A(\mathbf{x})$ is localized. The theory for linear stability and slow dynamics when $\Omega$ is the unit ball are compared favorably to numerical solutions of the Schnakenberg PDE.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,017
Score d'incertitude au seuil0,034

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,242
Écart entre enseignants0,231 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations20
Publié2017
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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