白噪声扰动下的随机生化反应模型的动力学行为

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化学反应动力学是物理化学的一个分支,研究化学过程进行的速率和反应.利用数学模型预言持续振荡最早的是Lotka模型.自从20世纪60年代初期以来,由于在生物化学反应中发现持续振荡,并且它们已经成为实验研究的一个重要部分.数学模型的方法越来越引起人们的重视.由于生化反应模型不可避免会受到环境白噪声的影响,因此本文主要研究几类随机生化反应模型在参数扰动和系统扰动下的渐近行为,主要内容有:1.随机三分子化学反应系统的研究.第一部分讨论随机低浓度三分子化学反应模型的动力学.得到了系统的解是正的和全局的.并且证明了随机系统在一定条件下足具有平稳分布和遍历性的.第二部分讨论了随机Oregonator化学反应模型的动力学行为,作为环境白噪声的表示加入了乘性噪声项.并且证明了所得到的随机模型的正解存在唯一性和遍历性.2.随机多分子化学反应系统的研究.第一部分讨论的是一个随机多分子生化反应模型的动力学,首先证明系统的正解存在唯一性,然后利用Lyapunov分析方法,得到了反应结束以及持续进行的条件.进一步又讨论了系统在平衡点P*附近的渐近行为.第二部分讨论的是白噪声扰动的具有负反馈效应的酶促反应模型的长时行为,得到系统的正解存在唯一性和遍历性.3.随机连续搅拌釜式反应器(CSTR)系统的研究.第一部分讨论的足白噪声扰动下的CSTR模型的长时行为.除了证明正解的存在唯一性之外,这一部分主要的工作足讨论随机的CSTR模型是否存在平稳分布,而且是否足遍历的.由于这个随机系统的扩散项足退化的.因此应用Markov半群理论证明了随机系统存在平稳分布,且是遍历的.第二部分讨论的是线性扰动的CSTR模型的动力学行为,证明了线性扰动下的随机CSTR模型的渐近性质。
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