禽流感的数学建模及数值模拟

来源 :华中师范大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:guomeixiang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
禽流感是由禽流感A型病毒产生的动物性传染疾病.禽流感病毒一般只针对特定物种,但在罕见情况下此病毒也会跨越物种障碍感染人,比如禽流感A H5N1和A H7N9病毒.自从1997年禽流感A H5N1首次在香港爆发后,到目前为止此病毒在全世界已造成400多人感染,死亡率接近60%;2013年,禽流感A H7N9跨越物种障碍首次在中国大陆爆发,到目前为止已造成400多人感染,死亡率接近40%.禽流感的高致病率和高死亡率引起世界卫生组织的高度重视,已被中国列为法定传染病之一.为了控制禽流感,各国政府都采取了有效的措施.本文利用传染病动力学的建模思想,根据禽流感的传播特点,考虑不同的因素建立了三个从禽到人的禽流感模型.全文分为五章.在第一章里介绍了禽流感的背景知识、国内外研究现状及本文的主要研究内容.在第二章中,我们考虑心理效应对禽流感传播规律的影响.禽流感A H5N1和H7N9爆发后,在泰国和中国进行的横断面调查显示城市和乡村人们对人类禽流感高度知晓,在城镇居民中有更高层次的适当的卫生实践,尤其自从2013年禽流感AH7N9在中国爆发后,城镇居民去活禽市场的次数极大减少.因此,在本章中,考虑禽流感在人类种群中的心理效应,我们建立了一个从禽到人的传播模型,其中禽流感在禽类种群中的传播率具有饱和效应.利用基本再生数,我们研究了这个模型的动力学性质.结论揭示了在禽类种群的饱和效应和在人类种群中的心理效应不改变平衡点的稳定性,但是当禽流感已经流行时,它们影响染病人类的数量.数值模拟支撑了我们理论结果.为了寻求禽流感的有效控制措施,我们根据模型的参数进行了基本再生数的敏感性分析.注意到禽流感病毒在禽类和人类种群中具有不同的潜伏期并且在潜伏期内染病者的生存概率也不一样.在第三章中,我们考虑了禽流感病毒的潜伏期及在潜伏期间内染病者的生存概率对禽流感流行规律的影响.由于潜伏期的滞后效应,我们构建了一个具有不同时滞的时滞微分方程.通过分析,我们可知模型的动力学完全由禽类子系统的动力学行为决定,获得了禽流感流行的阈值并且研究了系统平衡点的局部和全局渐近稳定性.数值模拟验证了我们的理论结果.相关研究表明迁徙禽类是禽流感的初始感染源的可能性最大.对于迁徙禽类,受种群环境的影响,不满足常数增长.在第四中,我们考虑种群的增长对禽流感传播规律的影响.我们根据禽类种群的不同增长规律,即Logistic增长和Allce效应,建立了两个从禽到人的禽流感传播模型并完整地分析了它们的动力学行为.我们通过线性分析、Liapunov函数法和LaSalle不变原则,研究了这些系统各个平衡点的局部和全局渐近稳定性并得到了禽流感流行的阈值.此外,对于禽类种群满足Allee效应的禽流感模型,我们还得到了此系统出现周期解的必要和充分条件.在第五章中,我们总结了已有的工作并给出了未来的研究目标.
其他文献
介绍了纺织品中负离子性能的检测方法(摩擦法与静置法),讨论了摩擦时间及测试距离对测试结果的影O向.结果表明:负离子发生量随摩擦时间和测试距离的变化趋势都是先增加,达到最大值
本文重点探讨煤机压力对型煤含水率、型煤粘结剂用量、煤质改进、消烟效果、破损及运输效率等诸多经济技术指标的影响。
江南水乡的水网地形对其村落形态有着强烈的影响,本文首先基于1970年前后的USGS①卫星影像,将江南水乡村落形态划分为3种地域类型:沿江型、河浜型、湖荡型。随后,在这3类中选
在当今的建筑创作中,以结构设计驱动建筑设计概念和支撑建筑造型相当常见。结构悬挑具有一定的视觉表现力,也能够提高结构效能,节省结构材料,符合绿色建筑节材理念。本文从最
探讨了绿色建筑节能设计的理论基础,介绍了目前常用的绿色建筑设计方法,重点论述了绿色建筑的设计过程,体现了建筑构造设计在建筑设计中的重要性,对提高建筑室内环境舒适性,降低建
【正】应收账款是赊销的产物,赊销一方面可以提高企业的市场竞争能力,扩大销售,开拓市场;但另一方面延迟了企业的现金收回时间,加剧了企业周转资金不足的困难增加帐款的催收
“民以食为天,食以安为先。”人们每天消费的食物,有相当多的部分是直接来源于农业的初级产品,因此农产品的质量安全,直接关系着大家的身体健康和生命安全,关系着社会稳定和经济发
探讨童话教学应该关注的问题,指出教学童话应重点把握好童话解读的"度"、童话教学中的儿童立场与童话教学中朗读能力的培养三个方面的问题,并以教学《皇帝的新装》为例阐述了
【正】 豆科绿肥紫云英是长江以南各省的主要冬季绿肥作物,它既是重要的有机肥源,又是家畜的优质青饲料。种植紫云英,对培肥土地,稳产高产,发展养畜和蜂蜜生产等都有关键性作
<正>《数学课程标准》明确要求在实际情境中理解什么是比例,比例的基本性质,并在此基础上能够解比例题,进一步认识比例尺的有关内容,从而解决简单的实际问题。为认真落实新课
会议