Przejdź do sekcji głównej Przejdź do głównego menu Przejdź do stopki
  • Zaloguj
  • Język
    • English
    • Język Polski
  • Menu
  • Strona domowa
  • Aktualny numer
  • Online First
  • Archiwum
  • O czasopiśmie
    • O czasopiśmie
    • Przesyłanie tekstów
    • Zespół redakcyjny
    • Polityka prywatności
    • Kontakt
  • Zaloguj
  • Język:
  • English
  • Język Polski

Topological Methods in Nonlinear Analysis

Analysis of the Hopf bifurcation in a Diffusive Gierer-Meinhardt Model
  • Strona domowa
  • /
  • Analysis of the Hopf bifurcation in a Diffusive Gierer-Meinhardt Model
  1. Strona domowa /
  2. Archiwum /
  3. Vol 62, No 1 (September 2023) /
  4. Articles

Analysis of the Hopf bifurcation in a Diffusive Gierer-Meinhardt Model

Autor

  • Rasoul Asheghi

DOI:

https://doi.org/10.12775/TMNA.2022.050

Słowa kluczowe

Gierer-Meinhardt model, Hopf bifurcation, reaction-diffusion, center manifold, normal form

Abstrakt

In this work, we consider an activator-inhibitor system, known as the Gierer-Meinhardt model. Using the linear stability analysis at the unique positive equilibrium, we derive the conditions of the Hopf bifurcation. We compute the normal form of this bifurcation up to the third degree and obtain the direction of the Hopf bifurcation. Finally, we provide numerical simulations to illustrate the theoretical results of this paper. In this study, we will use the technique of normal form and center manifold theorem.

Bibliografia

S.S. Chen, J.P. Shi and J.J. Wei, Bifurcation analysis of the Gierer–Meinhardt system with saturation in the activator production, Appl. Anal. 93 (2014), 1115–1134.

M. Chen, R. Wu and L. Chen, Pattern dynamics in a diffusive Gierer–Meinhardt model, Int. J. Bifurcation and Chaos 30 (2020), 2030035.

N.T. Fadai, M.J. Ward and J.C. Wei, Delayed reaction kinetic and the stability of spikes in the Gierer–Meinhardt model, SIAM J. Appl. Math. 77 (2017), 664–696.

A. Gierer and H. Meinhardt, A theory of biological pattern formation, Kybernetik 12 (1972), 30–39.

M. Haragus and G. Iooss, Local Bifurcations, Center Manifolds, and Normal Forms in Infinite-Dimensional Dynamical Systems, Universitext, Springer, London, Dordrecht, Heidelberg, New York, 2011.

Y. Li, J. Wang and X. Hou, Stripe and spot patterns for general Gierer–Meinhardt model with common sources, Int. J. Bifurcation and Chaos 27 (2017a), 1750018.

Y. Li, J. Wang and X.Hou, Stripe and spot patterns for the Gierer–Meinhardt model with saturated activator production, J. Math. Anal. Appl. 449 (2017b), 1863–1879.

J.X. Liu, F.Q. Yi and J.J. Wei, Multiple bifurcation analysis and spatiotemporal patterns in a 1-D Gierer–Meinhardt model of morphogenesis, Int. J. Bifurcation and Chaos 20 (2010), 1007–1025.

Y.L. Song, R. Yang and G.Q. Sun, Pattern dynamics in a Gierer-Meinhardt model with a saturating term, Appl. Math. Model. 46 (2017), 476–491.

A. Turing, The chemical basis of morphogenesis, Philos. Trans. R. Soc. B-Biol. Sci. 237 (1952), 37–72.

J.L. Wang, Y. Li, S.H. Zhong and X.J. Hou, Analysis of bifurcation, chaos and pattern formation in a discrete-time and space Gierer–Meinhardt system, Chaos Solittons Fractals 118 (2019), 1–17.

J. Wei and M. Winter, Mathematical Aspects of Pattern Formation in Biological Systems, Applied Mathematical Sciences, Springer–Verlag, London, 2014.

R. Wu, Y. Zhou, Y. Shao and L.Chen, Bifurcation and Turing patterns of reactiondiffusion activator-inhibitor model, Physica A 482 (2017), 597–610.

X.P. Yan, Y.J. Ding and C.H. Zhang, Dynamics analysis in a Gierer–Meinhardt reaction-diffusion model with homogeneous Neumann boundary condition, Int. J. Bifurcation and Chaos 29 (2019), 1930025.

N. Yana, Explicitly solvable eigenvalue problem and bifurcation delay in sub-diffusive Gierer–Meinhardt model, Eur. J. Appl. Math. 27 (2016), 699–725.

R. Yang and Y.L. Song, Spatial resonance and Turing–Hopf bifurcations in the Gierer–Meinhardt model, Nonlinear Anal. 31 (2016), 356–387.

Pobrania

  • PREVIEW (English)
  • FULL TEXT (English)

Opublikowane

2023-09-23

Jak cytować

1.
ASHEGHI, Rasoul. Analysis of the Hopf bifurcation in a Diffusive Gierer-Meinhardt Model. Topological Methods in Nonlinear Analysis [online]. 23 wrzesień 2023, T. 62, nr 1, s. 83–104. [udostępniono 6.2.2026]. DOI 10.12775/TMNA.2022.050.
  • PN-ISO 690 (Polski)
  • ACM
  • ACS
  • APA
  • ABNT
  • Chicago
  • Harvard
  • IEEE
  • MLA
  • Turabian
  • Vancouver
Pobierz cytowania
  • Endnote/Zotero/Mendeley (RIS)
  • BibTeX

Numer

Vol 62, No 1 (September 2023)

Dział

Articles

Licencja

Prawa autorskie (c) 2023 Rasoul Asheghi

Creative Commons License

Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Bez utworów zależnych 4.0 Międzynarodowe.

Statystyki

Liczba wyświetleń i pobrań: 0
Liczba cytowań: 0

Wyszukiwanie

Wyszukiwanie

Przeglądaj

  • Indeks autorów
  • Lista archiwalnych numerów

Użytkownik

Użytkownik

Aktualny numer

  • Logo Atom
  • Logo RSS2
  • Logo RSS1

Newsletter

Zapisz się Wypisz się
W górę

Akademicka Platforma Czasopism

Najlepsze czasopisma naukowe i akademickie w jednym miejscu

apcz.umk.pl

Partnerzy platformy czasopism

  • Akademia Ignatianum w Krakowie
  • Akademickie Towarzystwo Andragogiczne
  • Fundacja Copernicus na rzecz Rozwoju Badań Naukowych
  • Instytut Historii im. Tadeusza Manteuffla Polskiej Akademii Nauk
  • Instytut Kultur Śródziemnomorskich i Orientalnych PAN
  • Instytut Tomistyczny
  • Karmelitański Instytut Duchowości w Krakowie
  • Ministerstwo Kultury i Dziedzictwa Narodowego
  • Państwowa Akademia Nauk Stosowanych w Krośnie
  • Państwowa Akademia Nauk Stosowanych we Włocławku
  • Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Stanisława Pigonia w Krośnie
  • Polska Fundacja Przemysłu Kosmicznego
  • Polskie Towarzystwo Ekonomiczne
  • Polskie Towarzystwo Ludoznawcze
  • Towarzystwo Miłośników Torunia
  • Towarzystwo Naukowe w Toruniu
  • Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
  • Uniwersytet Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie
  • Uniwersytet Mikołaja Kopernika
  • Uniwersytet w Białymstoku
  • Uniwersytet Warszawski
  • Wojewódzka Biblioteka Publiczna - Książnica Kopernikańska
  • Wyższe Seminarium Duchowne w Pelplinie / Wydawnictwo Diecezjalne „Bernardinum" w Pelplinie

© 2021- Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Deklaracja dostępności Sklep wydawnictwa