Existence and stability of periodic solutions for reaction-diffusion equations in the two-dimensional case

Параболические сингулярно возмущенные задачи активно исследуются в последние годы в связи с большим количеством практических применений: химическая кинетика, синергетика, астрофизика, биология и т.д. В этой работе исследуется сингулярно возмущенная периодическая задача для параболического уравнения реакция-диффузия в двумерном случае. Рассматривается случай существования внутреннего переходного слоя при несбалансированной нелинейности. Внутренний слой локализован вблизи так называемой кривой переходного слоя. Cтроится асимптотическое разложение решения и определяется асимптотика для кривой переходного слоя. Асимптотическое разложение состоит из регулярной части, внутреннего слоя и части пограничного слоя. В этой работе мы сфокусируем внимание на части внутреннего переходного слоя. С целью его описания вводится локальная система координат в окрестности кривой перехода и используются растянутые переменные. Чтобы обосновать таким образом построенную асимптотику, используется асимптотический метод дифференциальных неравенств. Верхнее и нижнее решения строятся путем достаточно сложной модификации асимптотического разложения решения. Асимптотическая устойчивость решения по Ляпунову доказывается с помощью метода сужающихся барьеров. Этот метод базируется на принципе дифференциальных неравенств, и в нем используются верхнее и нижнее решения, которые экспоненциально стремятся к решению задачи. Как результат, решение является локально единственным.
Статья публикуется в авторской редакции.