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Spontaneous Infection and periodic Evolving of Domain in a Diffusive SIS Epidemic Model

Acta Mathematicae Applicatae Sinica 2024年第1期40卷 164-191页

作者： Qiang Wen Guo-qiang Ren Bin Liu School of Mathematics and Statistics Huazhong University of Science and TechnologyWuhan430074China Hubei Key Laboratory of Engineering Modeling and Scientific Computing Huazhong University of Science and TechnologyWuhan430074China

In this paper, we consider a susceptible-infective-susceptible(SIS) reaction-diffusion epidemic model with spontaneous infection and logistic source in a periodically evolving domain. Using the iterative technique,the uniform boundedness of solution is established. In addition, the spatial-temporal risk index R0(ρ) depending on the domain evolution rate ρ(t) as well as its analytical properties are discussed. The monotonicity of R0(ρ)with respect to the diffusion coefficients of the infected dI, the spontaneous infection rate η(ρ(t)y) and interval length L is investigated under appropriate conditions. Further, the existence and asymptotic behavior of periodic endemic equilibria are explored by upper and lower solution method. Finally, some numerical simulations are presented to illustrate our analytical results. Our results provide valuable information for disease control and prevention.

关键词： diffusive SIS model spontaneous infection periodically evolving domain periodic endemic equilibrium

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