auto2000 分岐図の見方

demo enz:stationary Solutions of an Enzyme Model.

式(※)
 s_1^{'} = (s_0 - s_1) + (s_2 - s_1) - \rho R(s_1)
 s_2^{'} = (s_0 + \mu - s_2) + (s_1 - s_2) - \rho R(s_2)

 R(s) = \frac{s}{1+s+\kappa s^2}
 s_0:パラメータ

b.enz と分岐図を見比べながら,AUTOの計算の順序を追ってみる.


(※)の分岐図.横軸:パラメータ  s_0,縦軸: L_2 \mathrm{norm} = \sqrt{ \max(s1)^2 + \max(s2)^2} (IPLT で何をとるか指定する.)

分岐図で記されている記号


L:fold.枝(分岐曲線)の向き(パラメータ増減方向)の変わる折り返し点. 
B:bifurcation.分岐点
H:Hopf 分岐.(上の分岐図には無い.)

b.enz (後ろに載せてある)

  • PT:符号は,点の安定性を示す.負なら安定,正なら不安定.絶対値は追跡の進み具合.|PT| < = NMX.
  • TY:点の種類を表す.
    • 0, 枝の途中.なんでもない点.
    • 1, bifurcation 分岐点.
    • 2, fold 折り返し点.
    • 3, Hopf 分岐.demo:enz には現れていない.
    • 9, 初期点と終点.(初期点以外の枝の始点は分岐点にとるが,始点では 0)
  • LAB:Label


まず,黒線部の追跡

  • enz.c 内の stpnt で与えた,ある定常解(parameter = 0,u0 = 0, u1 = 0)を初期値とし,そこから parameter を変化させながら,枝を追跡していく.ここで,Type=9 で Label=13 記録.
  • parameter 増加方向に枝が追跡される.
  • fold(折り返し点)で,Type=2,Label=14を記録.枝の向きが parameter 減少方向に折り返す.
  • bifurcation(分岐点)で,Type=1,Label=15を記録.
  • bifurcation で,Type=1,Label=16を記録.
  • fold で,Type=2,Label=17を記録.折り返す.
  • c.enz 内で与えた NMX=250 に |PT| が到達.Type=9,Label=18を記録して追跡終了.

次に,赤線部の追跡

  • 分岐点Label=15からの追跡を開始.(ただし,この始点では,Type=0,Label=0)parameter 減少方向に追跡.
  • fold で,Type=2,Label=19 を記録.折り返しす.
  • fold で,Type=2,Label=20 を記録.折り返しす.
  • fold で,Type=2,Label=21 を記録.分岐点Label=16 に一致?
  • bifurcation で,Type=1,Label=22 を記録.分岐点Label=16 に一致?
  • fold で,Type=2,Label=23 を記録.分岐点Label=20 に一致?
  • c.enz 内で与えた NMX=250 に |PT| が到達.Type=9,Label=24を記録して追跡終了.

b.enz


0 0.0000E+00 3.5000E+01 0.0000E+00 5.0000E+01
0 EPSL= 1.0000E-07 EPSU = 1.0000E-07 EPSS = 1.0000E-05
0 DS = 1.0000E-01 DSMIN= 1.0000E-02 DSMAX= 2.5000E-01
0 NDIM= 2 IPS = 1 IRS = 0 ILP = 1
0 NTST= 15 NCOL= 4 IAD = 3 ISP = 1
0 ISW = 1 IPLT= 0 NBC = 0 NINT= 0
0 NMX= 250 NPR = 250 MXBF= -1 IID = 2
0 ITMX= 8 ITNW= 5 NWTN= 3 JAC= 0 NUZR= 2
0 User-specified parameter: 0
0 Active continuation parameter: 0
0
0 PT TY LAB PAR(0) L2-NORM U(1) U(2)
3 1 9 13 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
3 -2 0 0 1.99980E-01 2.80566E-03 1.98390E-03 1.98390E-03
...
3 -140 0 0 3.43449E+01 1.43338E+00 1.01355E+00 1.01355E+00
3 -141 2 14 3.43569E+01 1.48261E+00 1.04836E+00 1.04836E+00
3 142 0 0 3.43402E+01 1.54284E+00 1.09095E+00 1.09095E+00
3 143 0 0 3.43029E+01 1.59295E+00 1.12639E+00 1.12639E+00
3 144 0 0 3.42567E+01 1.63509E+00 1.15618E+00 1.15618E+00
3 145 1 15 3.42229E+01 1.66053E+00 1.17417E+00 1.17417E+00
3 146 0 0 3.41707E+01 1.69484E+00 1.19843E+00 1.19843E+00
...
3 213 0 0 2.22421E+01 6.17224E+00 4.36443E+00 4.36443E+00
3 214 1 16 2.21816E+01 6.21472E+00 4.39447E+00 4.39447E+00
3 215 0 0 2.19792E+01 6.36139E+00 4.49818E+00 4.49818E+00
...
3 243 0 0 1.88880E+01 1.23366E+01 8.72326E+00 8.72326E+00
3 -244 2 17 1.88871E+01 1.24765E+01 8.82220E+00 8.82220E+00
3 -245 0 0 1.88901E+01 1.27265E+01 8.99896E+00 8.99896E+00
...
3 -249 0 0 1.89573E+01 1.37239E+01 9.70428E+00 9.70428E+00
3 -250 9 18 1.89864E+01 1.39722E+01 9.87985E+00 9.87985E+00
0
0 PT TY LAB PAR(0) L2-NORM U(1) U(2)
2 1 0 0 3.42229E+01 1.66053E+00 1.17417E+00 1.17417E+00
...
2 83 0 0 2.53777E+01 5.77054E+00 5.74279E+00 5.65220E-01
2 84 2 19 2.53727E+01 5.91179E+00 5.88408E+00 5.71738E-01
2 -85 0 0 2.53794E+01 6.08024E+00 6.05248E+00 5.80341E-01
...
2 -103 0 0 2.66166E+01 8.80212E+00 8.74346E+00 1.01452E+00
2 -104 2 20 2.66221E+01 8.84510E+00 8.78280E+00 1.04795E+00
2 105 0 0 2.65436E+01 8.92076E+00 8.84167E+00 1.18523E+00
...
2 171 0 0 2.21834E+01 6.21607E+00 4.46709E+00 4.32258E+00
2 172 2 21 2.21816E+01 6.21472E+00 4.39449E+00 4.39445E+00
2 173 1 22 2.21816E+01 6.21472E+00 4.39447E+00 4.39447E+00
2 174 0 0 2.21850E+01 6.21733E+00 4.29452E+00 4.49582E+00
...
2 205 0 0 2.66216E+01 8.85599E+00 1.05812E+00 8.79255E+00
2 206 2 23 2.66221E+01 8.84511E+00 1.04796E+00 8.78281E+00
2 -207 0 0 2.66215E+01 8.83256E+00 1.03724E+00 8.77144E+00
...
2 -249 0 0 2.59580E+01 7.66745E+00 7.18785E-01 7.63368E+00
2 -250 9 24 2.59187E+01 7.59887E+00 7.09762E-01 7.56565E+00