<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Contemporary Mathematics. Fundamental Directions</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Contemporary Mathematics. Fundamental Directions</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Современная математика. Фундаментальные направления</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">2413-3639</issn><issn publication-format="electronic">2949-0618</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">31867</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.22363/2413-3639-2022-68-3-509-521</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Articles</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Multistability for a Mathematical Model of the Dynamics of Predators and Preys in a Heterogeneous Area</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Мультистабильность для математической модели динамики хищников и жертв на неоднородном ареале</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Ha</surname><given-names>T. D.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Ха</surname><given-names>Т. Д.</given-names></name></name-alternatives><email>toanhd.viu@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Tsybulin</surname><given-names>V. G.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Цибулин</surname><given-names>В. Г.</given-names></name></name-alternatives><email>vgcibulin@sfedu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Southern Federal University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Южный федеральный университет</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="en">Vietnam-Hungary Industrial University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Вьетнамско-Венгерский индустриальный университет</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2022-09-08" publication-format="electronic"><day>08</day><month>09</month><year>2022</year></pub-date><volume>68</volume><issue>3</issue><issue-title xml:lang="en">Proceedings of the Crimean Autumn Mathematical School-Symposium</issue-title><issue-title xml:lang="ru">Труды Крымской осенней математической школы-симпозиума</issue-title><fpage>509</fpage><lpage>521</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2022-09-08"><day>08</day><month>09</month><year>2022</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2022, Contemporary Mathematics. Fundamental Directions</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2022, Современная математика. Фундаментальные направления</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Contemporary Mathematics. Fundamental Directions</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Современная математика. Фундаментальные направления</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journals.rudn.ru/CMFD/article/view/31867">https://journals.rudn.ru/CMFD/article/view/31867</self-uri><abstract xml:lang="en"><p style="text-align: justify;">We consider the system of reaction-diffusion-advection equations describing the evolution of the spatial distributions of two populations of predators and two prey populations. This model allows us to consider directed migration, the Holling functional response of the second kind, and the hyperbolic prey growth function. We obtain conditions on the parameters under which cosymmetries exist. As a result, multistability is realized, i.e., the one- and two-parameter families of stationary solutions appear. For a homogeneous environment, we analytically derive explicit formulas for equilibria. With a heterogeneous habitat, we computed distributions of species using the method of lines and the scheme of staggered grids. We present the results of violation of cosymmetry and transformation of the family in the case of invasion of a predator.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p style="text-align: justify;">Рассматривается система уравнений реакции-диффузии-адвекции, описывающая эволюцию пространственных распределений двух популяций хищников и двух родственных популяций жертв с учетом направленной миграции, функционального отклика Холлинга второго рода и гиперболической функции роста жертв. Найдены условия на параметры, при которых существуют линейные по плотностям популяций косимметрии и реализуется мультистабильность - формирование одно- и двупараметрических семейств стационарных решений. Для однородного ареала получены явные формулы для равновесий, а в случае неоднородного ареала стационарные решения вычислены при помощи метода прямых и схемы смещенных сеток. Представлены результаты по нарушению косимметрии и трансформации семейства в случае инвазии хищника.</p></trans-abstract><funding-group/></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Базыкин А.Д. Нелинейная динамика взаимодействующих популяций. - Ижевск: Ин-т комп. иссл., 2003.</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Епифанов А.В., Цибулин В.Г. О динамике косимметричных систем хищников и жертв// Комп. иссл. и модел.- 2017.- 9, № 5.- С. 799-813.</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Куракин Л.Г., Юдович В.И. Применение метода Ляпунова-Шмидта в задаче ответвления цикла от семейства равновесий системы с мультикосимметрией// Сиб. мат. ж.- 2000.- 41, № 1.- С. 136-149.</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Мюррей Дж. Математическая биология. Т. 1.- М.-Ижевск: Ин-т комп. иссл., 2011.</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>Свирежев Ю.М. Нелинейные волны, диссипативные структуры и катастрофы в экологии.-М.: Наука, 1987.</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Ха Т.Д., Цибулин В.Г. Мультистабильные сценарии для дифференциальных уравнений, описывающих динамику системы хищников и жертв// Комп. иссл. и модел.- 2020.-12, № 6.- С. 1451-1466.</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Ха Т.Д., Цибулин В.Г. Уравнения диффузии-реакции-адвекции для системы хищник-жертва в гетерогенной среде// Комп. иссл. и модел. -2021.- 13, № 6.- С. 1161-1176.</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>Цибулин В.Г., Ха Т.Д., Зеленчук П.А. Нелинейная динамика системы хищник-жертва на неоднородном ареале и сценарии локального взаимодействия видов// Изв. вузов. Прикл. нелин. динам. - 2021.-29, № 5.- С. 751-764.</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>Юдович В.И. Косимметрия, вырождение решений операторных уравнений, возникновение фильтрационной конвекции// Мат. заметки.- 1991.- 49, № 5.-С. 142-148.</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>Юдович В.И. О бифуркациях при возмущениях, нарушающих косимметрию// Докл. РАН. - 2004.- 398, № 1.-С. 57-61.</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>Bluman G.W., Kumei S. Symmetries and Differential Equations.- Berlin: Springer, 2013.</mixed-citation></ref><ref id="B12"><label>12.</label><mixed-citation>Budyansky A.V., Frischmuth K., Tsybulin V.G. Cosymmetry approach and mathematical modeling of species coexistence in a heterogeneous habitat// Discrete Contin. Dyn. Syst. Ser. B.- 2019.- 24.- С. 547- 561.</mixed-citation></ref><ref id="B13"><label>13.</label><mixed-citation>Cosner C., Cantrell R. Spatial Ecology Via Reaction-Diffusion Equations.- Chichester: John Wiley &amp; Sons Ltd, 2003.</mixed-citation></ref><ref id="B14"><label>14.</label><mixed-citation>Feudel U. Complex dynamics in multistable systems// Internat. J. Bifur. Chaos Appl. Sci. Engrg.- 2008.- 18, № 6.- С. 1607-1626.</mixed-citation></ref><ref id="B15"><label>15.</label><mixed-citation>Frischmuth K., Budyansky A.V., Tsybulin V.G. Modeling of invasion on a heterogeneous habitat: taxis and multistability // Appl. Math. Comput.- 2021.- 410.- 126456.</mixed-citation></ref><ref id="B16"><label>16.</label><mixed-citation>Frischmuth K., Kovaleva E.S., Tsybulin V.G. Family of equilibria in a population kinetics model and its collapse// Nonlinear Anal. -2011.-12.-С. 146-155.</mixed-citation></ref><ref id="B17"><label>17.</label><mixed-citation>Holling C.S. Some characteristics of simple types of predation and parasitism // Can. Entomologist.- 1959.-91.-С. 385-398.</mixed-citation></ref><ref id="B18"><label>18.</label><mixed-citation>Ibragimov N.H. A Practical Course in Differential Equations and Mathematical Modelling: Classical and New Methods.- Singapore: World Scientific, 2010.</mixed-citation></ref><ref id="B19"><label>19.</label><mixed-citation>Kim K., Choi W. Local dynamics and coexistence of predator-prey model with directional dispersal of predator// Math. Biosci. Eng.- 2020.- 17.-С. 6737-6755.</mixed-citation></ref><ref id="B20"><label>20.</label><mixed-citation>Rubin A., Riznichenko G. Mathematical Biophysics.- New York: Springer, 2014.</mixed-citation></ref><ref id="B21"><label>21.</label><mixed-citation>Tyutyunov Y.V., Zagrebneva A.D., Azovsky A.I. Spatiotemporal pattern formation in a prey-predator system: The case study of short-term interactions between diatom microalgae and microcrustaceans// Mathematics.- 2020.- 8, № 7.- С. 1065-1079.</mixed-citation></ref><ref id="B22"><label>22.</label><mixed-citation>Yudovich V.I. Secondary cycle of equilibria in a system with cosymmetry, its creation by bifurcation and impossibility of symmetric treatment of it// Chaos.- 1995.- 5, № 2.-С. 402-411.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
