Belousov-Zhabotinsky反应斑图形成的图灵不稳定分析

• 作者: 戴金东 艾佳莉 孙巍
• 来源期刊: 华东理工大学学报（自然科学版）
• 关键词: BZ反应 图灵不稳定 图灵斑图 偏微分方程 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 化学工程|Chemical Engineering
• 页码范围: 183-188
• 页数: 6页
• 分类号: TP3
• 语种: 中文
• DOI: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20191203006

摘要

基于经典的Tyson模型,对Belousov-Zhabotinsky(BZ)反应进行了图灵不稳定分析,得到了使BZ反应产生图灵斑图的数学条件,并对计算结果进行了数值模拟验证.在分析过程中,利用傅里叶展开法将偏微分方程转化为若干常微分方程的和,通过Routh-Hurwitz判据来判断系统平衡解的稳定性,以得到系统在不考虑扩散项时保持稳定、考虑扩散项时不稳定的参数范围,即产生图灵不稳定的参数范围.在数值模拟过程中,采用有限差分法,将连续区域和近似函数分别替换为离散区域和离散函数,对BZ反应空间演化进行了模拟.所采用的方法与研究结果为包括生物系统在内的非线性系统的研究提供了参考.