Dos ciclos límite anidados en reacciones de dos especies
Autores: Nagy, Ilona; Romanovski, Valery G.; Tóth, János
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Dos ciclos límite anidados en reacciones de dos especies
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Ciclos límite
Reacciones químicas
Coeficientes de velocidad de reacción
Paso de reacción de tercer orden
Ecuaciones diferenciales cinéticas
Oscilaciones estables
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Buscamos ciclos límite en el modelo dinámico de reacciones químicas de dos especies que contienen siete coeficientes de velocidad de reacción como parámetros y al menos un paso de reacción de tercer orden, es decir, la ecuación diferencial cinética inducida de la reacción es un sistema diferencial cúbico planar. Se realizaron cálculos simbólicos utilizando el sistema álgebra computacional Mathematica, y también se utilizó para las verificaciones numéricas para mostrar los siguientes hechos: las ecuaciones diferenciales cinéticas de estas reacciones cada una tienen dos ciclos límite que rodean el punto estacionario de tipo foco en el cuadrante positivo. En el caso del Modelo 1, el ciclo límite exterior es estable y el interior es inestable, lo que aparece en una bifurcación de Hopf supercrítica. Además, las oscilaciones en un vecindario del ciclo límite exterior son oscilaciones rápidas-lentas. En el caso del Modelo 2, el ciclo límite exterior es inestable y el interior es estable. Con otro conjunto de parámetros, el ciclo límite exterior puede hacerse estable y el interior inestable.
Descripción
Buscamos ciclos límite en el modelo dinámico de reacciones químicas de dos especies que contienen siete coeficientes de velocidad de reacción como parámetros y al menos un paso de reacción de tercer orden, es decir, la ecuación diferencial cinética inducida de la reacción es un sistema diferencial cúbico planar. Se realizaron cálculos simbólicos utilizando el sistema álgebra computacional Mathematica, y también se utilizó para las verificaciones numéricas para mostrar los siguientes hechos: las ecuaciones diferenciales cinéticas de estas reacciones cada una tienen dos ciclos límite que rodean el punto estacionario de tipo foco en el cuadrante positivo. En el caso del Modelo 1, el ciclo límite exterior es estable y el interior es inestable, lo que aparece en una bifurcación de Hopf supercrítica. Además, las oscilaciones en un vecindario del ciclo límite exterior son oscilaciones rápidas-lentas. En el caso del Modelo 2, el ciclo límite exterior es inestable y el interior es estable. Con otro conjunto de parámetros, el ciclo límite exterior puede hacerse estable y el interior inestable.