Modelo Discreto Competitivo de Lotka-Volterra con Volumen de Fase Controlable
Autores: Voroshilova, Anzhelika; Wafubwa, Jeff
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Modelo Discreto Competitivo de Lotka-Volterra con Volumen de Fase Controlable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Dinámicas poblacionales
Procesos sociales
Ecuación competitiva de Lotka-Volterra
Dinámicas caóticas
Técnicas numéricas
Volumen del espacio de fases
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La simulación de la dinámica poblacional y los procesos sociales es de gran interés en los sistemas no lineales. Recientemente, muchos académicos han prestado atención a las posibles aplicaciones de los modelos de dinámica poblacional, como la ecuación competitiva de Lotka-Volterra, en las ciencias económicas, demográficas y sociales. Se ha encontrado que estos modelos pueden describir algunos fenómenos de comportamiento complejos, como el comportamiento marital, el problema del matrimonio estable y otros procesos demográficos, poseyendo dinámicas caóticas bajo ciertas condiciones. Sin embargo, la introducción de factores externos directamente en el sistema continuo puede influir en sus propiedades dinámicas y requiere una reformulación de todo el modelo. Hoy en día, la mayoría de las simulaciones se realizan en computadoras digitales. Así, es posible utilizar técnicas numéricas especiales y efectos discretos para introducir características adicionales en los modelos digitales de sistemas continuos. En este artículo proponemos un modelo discreto con volumen de espacio de fase controlable basado en las ecuaciones competitivas de Lotka-Volterra. Este modelo se obtiene a través de la aplicación de métodos numéricos semi-implícitos con simetría controlable al modelo continuo competitivo de Lotka-Volterra. El modelo propuesto proporciona un control casi lineal del volumen del espacio de fase y, en consecuencia, de las características cuantitativas del comportamiento simulado, al desplazar la simetría del esquema de diferencias finitas subyacente. Mostramos explícitamente la posibilidad de introducir una ley casi arbitraria para controlar el volumen del espacio de fase y la entropía del sistema. El enfoque propuesto se verifica a través de análisis de bifurcación, dominio del tiempo y volumen del espacio de fase. Se discuten varias aplicaciones posibles del modelo desarrollado a la simulación de problemas sociales y demográficos. El modelo discreto desarrollado puede ser ampliamente utilizado en estudios modernos de comportamiento, demografía y sociales.
Descripción
La simulación de la dinámica poblacional y los procesos sociales es de gran interés en los sistemas no lineales. Recientemente, muchos académicos han prestado atención a las posibles aplicaciones de los modelos de dinámica poblacional, como la ecuación competitiva de Lotka-Volterra, en las ciencias económicas, demográficas y sociales. Se ha encontrado que estos modelos pueden describir algunos fenómenos de comportamiento complejos, como el comportamiento marital, el problema del matrimonio estable y otros procesos demográficos, poseyendo dinámicas caóticas bajo ciertas condiciones. Sin embargo, la introducción de factores externos directamente en el sistema continuo puede influir en sus propiedades dinámicas y requiere una reformulación de todo el modelo. Hoy en día, la mayoría de las simulaciones se realizan en computadoras digitales. Así, es posible utilizar técnicas numéricas especiales y efectos discretos para introducir características adicionales en los modelos digitales de sistemas continuos. En este artículo proponemos un modelo discreto con volumen de espacio de fase controlable basado en las ecuaciones competitivas de Lotka-Volterra. Este modelo se obtiene a través de la aplicación de métodos numéricos semi-implícitos con simetría controlable al modelo continuo competitivo de Lotka-Volterra. El modelo propuesto proporciona un control casi lineal del volumen del espacio de fase y, en consecuencia, de las características cuantitativas del comportamiento simulado, al desplazar la simetría del esquema de diferencias finitas subyacente. Mostramos explícitamente la posibilidad de introducir una ley casi arbitraria para controlar el volumen del espacio de fase y la entropía del sistema. El enfoque propuesto se verifica a través de análisis de bifurcación, dominio del tiempo y volumen del espacio de fase. Se discuten varias aplicaciones posibles del modelo desarrollado a la simulación de problemas sociales y demográficos. El modelo discreto desarrollado puede ser ampliamente utilizado en estudios modernos de comportamiento, demografía y sociales.