I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   10 ,   No .   6 ,  Dec em b er   2 0 2 0 ,   p p .   6 2 6 0 ~ 6 2 6 7   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 0 i 6 . pp 6 2 6 0 - 6 2 6 7          6260       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m/in d ex . p h p /I JE C E   A stag e - str uctur e d delay ed adv ecti o n reaction - di ff us io n    m o del  for sing le s pecies       Ra ed  Ali A l k ha s a w neh   Co ll e g e   o f   A p p li e d   S tu d ies   a n d   C o m m u n it y   S e r v ice ,   I m a m   A b d u l ra h m a n   Bin   F a isa l  Un iv e rsity ,   S a u d i  A ra b ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   1 3 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   J u n   6 ,   2020   A cc ep ted   J u n   16 ,   2 0 2 0       In   th is  p a p e r,   w e   d e riv e d   a   d e lay   a d v e c ti o n   re a c ti o n - d if f u sio n   e q u a ti o n   w it h   li n e a r  a d v e c ti o n   term   f ro m   a   sta g e - stru c tu re d   m o d e l,   th e n   t h e   d e riv e d   e q u a ti o n   is  u se d   u n d e r  t h e   h o m o g e n e o u s  Dirich let  b o u n d a ry   c o n d i ti o n s   ( 0 , ) = 0 ,  ( , ) = 0 ,   a n d   t h e   in it ial   c o n d i ti o n   ( , 0 ) = 0 ( )   > 0 , ∈ [ − , 0 ]   w it h   0 ( 0 ) > 0   in   o rd e r  t o   f in d   th e   m in im u m   v a lu e   o f       d o m a in     th a t  p re v e n ts  e x ti n c ti o n   o f   th e   sp e c ies   u n d e r  th e   e ff e c t  o f   a d v e c ti o n   re a c ti o n - d if f u sio n   e q u a ti o n .   F in a ll y ,   f o r  th e   m e a su re m e n t  th e   ti m e   len g th s   f ro m   b irt h   to   th e   d e v e lo p m e n t  o f   th e   sp e c ies   p o p u latio n ,   ti m e   d e la y s     a re   in teg ra ted .      K ey w o r d s :   C o m p etitio n   Stag e  s tr u ct u r e   T im e  d ela y   A d v ec tio n   T r av ellin g   w a v e  s o l u tio n s   Co p y rig h t  ©   2 0 2 0   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R ae d   A l i  A lk h a s a w n e h ,   Dep ar t m en t o f   Gen er al  C o u r s es,   I m a m   A b d u l r ah m an   B i n   Fais a l U n i v er s it y ,   P .   O.   B o x   1 9 8 2 ,   Dam m a m ,   3 1 4 4 1 ,   Sau d i A r ab ia.   E m ail:  r al k h a s a w n eh @ ia u . ed u . s a       1.   I NT RO D UCT I O N   R ea ctio n - d i f f u s io n   co n d itio n s   d e m o n s tr ate  ar e  ex ce p tio n a ll y   cr itical   in   n u m er o u s   i n d iv id u al s ’   d ev elo p m en t s   i n   an   e n v ir o n m en t  o r   m ed ia  an d   n ea r b y   r esp o n s e  en er g y   s u ch   a s   b ir th ,   p ass in g   an d   o th er   r esp o n s e  h an d le,   s ee   B r itto n   [ 1 ] ,   L e w is   [ 2 ] ,   A lle n   [ 3 ]   an d   Aiello   [ 4 ] .   B esid es,  r ea ctio n - d i f f u s io n   f r a m e w o r k s   ca n   b e  clar if ied   th e  i m p ac ts   o f   th e  m ea s u r e,   s h ap e  an d   h eter o g en e it y   o f   th e  s p atia l  en v ir o n m e n t  o n     th e  d ili g en ce   o f   s p ec ies  a n d   th e  s tr u ct u r e  o f   co m m u n it ies   in   en v ir o n m e n t.  R ea ctio n   ( ( ) )   an d   d is p er s al   ( s p r ea d   co ef f icie n t  )   b o th   co n tr ib u te  to   t h e  i n q u is iti v el y   d y n a m ical   b eh a v io r   o f   t h e   ar r an g e m e n ts   o f     th e  co n d itio n .   W e  ar e  ab le  to   d escr ib e  th e  o v er   co m p o n en t  b y   t h e  cla s s ical  FKP P   ( Fis h er ’ s   co n d itio n )   r ea ctio n - d iff u s io n   co n d itio n   [ 5 ,   6 ]:      = ( ) +   2 2   ( 1 )     w h er e  ( ) = ( 1 − ) .   I t  ca n   co n s id er   th e  d iff u s io n   as  an   ir r eg u lar   s tep   w h ic h   b eg in s   at  a  p o in t   an d   ta k es  p lace   in   a n   ar b itra r y   h ea d in g .   Fic k ’ s   la ws  ca n   b e  u til ized   to   s o lv e   f o r   th e  d iff u s io n   co effic ien t     an d   it  ad d r ess es  t h at   th e  d iff u s iv e  flu x   g o es  f r o m   ar ea s   o f   h i g h   co n ce n tr atio n   t o   ar ea s   o f   lo w   co n ce n tr at io n .   T h e  ex tr a o r d in ar y   ar r an g e m en t   o f   th e   ( 1 )   co u ld   b e  an   e n g e n d er in g   f r o n t   ( m o r eo v er   ca lled   tr av e lin g   w av e   ar r an g e m e n t) ,   t h e  t w o   n o n - eq u il ib r iu m   h o m o g en eo u s   s tates  ar e  is o lat ed ,   o n e  o f   w h ich   (   =   1 )   is   s tead y   a n d   an o th er   o n e  (   =   0 )  is   u n s tead y   [ 7 - 9 ] .   Fo r   illu s tr at io n ,   Gu r n e y   a n d   Nis b et  [ 8 ]   e x p an d ed   th e  co llectio n   o f   s ta g e - s tr u c tu r e  m o d el s   w h ic h   ca n   b e  p o r tr ay ed   in   ter m s   o f   d ela y - d if f er en t ial  co n d i tio n s   b y   a n al y zin g   m o d el s   w h er e  th e  p r o ce s s es  o f   d ev elo p m en t  a n d   i m p r o v e m e n t  w it h in   a  s ta g e  ar e  d is tin ct.   T h is   g r an ts   t h e  u til ize  o f   d ela y - d if f er en tial   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708         A   s ta g e - s tr u ctu r ed   d ela ye d   a d ve ctio n   r ea ctio n - d iffu s io n   m o d el  fo r   s in g le  s p ec ies   ( R a ed   A li A lkh a s a w n eh )   6261   co n d itio n   m o d els  i n   cir cu m s t an ce s   w h er e  b o th   p o p u lace   n u m b er s   a n d   ad d   u p   to   b i o m a s s   ar e  p o w er f u ll y   cr itical.   A l - O m ar i a n d   Go u r le y   [ 1 0 ,   1 1 ]   p r o p o s ed   a  d elay   d i f f er en tial   co n d itio n   s h o w   f o r   a   s i n g le  s p ec ie s   w i t h   s tag e - s tr u ct u r e  i n   w h ic h   t h e   d ev elo p m e n t  d ela y   i s   d is p la y e d   as  a  d i s s e m i n atio n ,   to   p er m i t  f o r   t h e  p o s s ib ilit y   th at  p eo p le  m a y   tak e  d i v er s e  s u m s   o f   ti m e  to   d ev elo p .   C o m m o n   b ir th   a n d   p ass i n g   r ate  ca p ac ities   ar e  u tili ze d .   T h ey   f o u n d   t h at  t h e  ele m e n t s   o f   t h e  d e m o n s tr ate   d ep en d s   to   a  g r ea t   ex te n t  o n   t h e  q u alitati v e  f r a m e  o f     th e  b ir th   w o r k ,   w h ic h   d ep en d s   o n   th e  o v er all  n u m b er   o f   g r o w n - u p s .   T h e y   also   p r o p o s e  a n   alter n ati v e  m o d el   w h ic h   d er iv ed   b y   Aiello ,   Fre ed m a n   a n d   W u ,   s ee   [ 1 2 ] ,   allo w i n g   a  n o n - m o n o to n e  b ir th   f u n ct io n   o f   th e   k i n d   s ee n   i n   o th er   f r eq u e n tl y   s tu d ie d   p o p u latio n   m o d els.  T h en   th e y   p r esen t  r es u lt s   o n   p o s itiv it y   an d   b o u n d ed n e s s ,   ex is te n ce   an d   lo ca l  s tab ilit y   o f   eq u ilib r ia,   g lo b a l  s tab ilit y   o f   th e  ex tin c tio n   s tate  u n d er   ce r tain   co n d itio n s ,   an d   ex is te n ce   o f   p er io d ic  s o lu tio n s .   Go u r le y   et  al. ,   [ 13 ]   p r esen t ed   d em o n s tr ate  cir cu ito u s   tr a n s m i s s io n ,   t h r o u g h   co n tact  w it h   i n f ec tio n s ,   o f   a v i an   i n f lu e n za   i n   tr an s ito r y   a n d   n o n m i g r ato r y   f o w ls ,   ta k i n g   u n d er   co n s id er atio n   ag e  s tr u ct u r e.   R elo ca tio n   i s   m o d eled   th r o u g h   a  r ea ctio n - ad v ec tio n   co n d itio n   o n   a  clo s ed   cir cle  p ar am etr ized   b y   b en d   le n g th   ( th e  m i g r atio n   f l y w a y )   th at   b eg i n s   an d   cl o s es  at  t h e  ar ea   w h er e  f o w l s   b r ee d   in   s u m m er .     T h eir   m o d elin g   k e ep s   t h e  w i n g ed   cr ea tu r es   to g et h er   a s   a  r u n ,   t h e  p o s itio n   o f   w h ich   is   ce r tain l y   d ec id ed   an d   k n o w n   f o r   all   f u t u r e  ti m e.   B i r th s   h ap p en   w h e n   th e   r u n   p as s es  t h e  b r ee d in g   ar ea   an d   ar e   m o d eled   u tili zi n g   th o u g h ts   o f   r as h   d i f f er e n tial  c o n d itio n s .   Sar f ar az   [ 14 ]   clas s i f ied   t h e  p ar a m eter   s p ac es  f o r   r ea ctio n - d i f f u s io n   f r a m e w o r k s   o f   t w o   ch e m ical  s p ec ies  o n   s tatio n ar y   s p ac es  i n   ter m s   o f   th e  s o r ts   a n d   s o lid n es s   o f   th e  u n i f o r m   co n s is ten t  s tate  an d   ir r itated   th e  i m p ac t o n   th e  f lo w   o f   t h e  r e - ac tio n - d i f f u s io n   f r a m e w o r k .   C h u n w e i  [ 1 5 ]   d ef in ed   a  p o s tp o n ed   r ea ctio n - d iff u s io n   d e m o n s tr ate  t h at  d ep icts   co m p etitio n   b et w ee n   t w o   s p ec ies  i n   a  s tr ea m .   He  i s o lates  ea c h   s p ec ies   i n to   t w o   ch a m p er s ,   p eo p le  in - h ab iti n g   o n   th e   s ea b ed   an d   p eo p le  f lo atin g   w i th in   t h e  s t r ea m .   T im e  d ela y s   ar e  co n s o lid a ted   to   d eg r ee   th e  ti m e  len g th s   f r o m   b ir th     to   d ev elo p m e n t  o f   t h e  b en th ic  p o p u lace s .   I t  to o   p o n d er s   th e   ele m en t s   o f   t h e  n o n - s p atial  s h o w ,   d ec id e   th e  p r ese n ce   a n d   w o r ld w id e  s o lid n ess   o f   th e   eq u ilib r i u m ,   a n d   g iv e   co n d itio n s   b e n ea th   wh ich   ar r an g e m en t s   m er g e  to   t h e  b ala n ce .   A t  t h at  p o in t  h e  ap p ea r s   t h at  t h e  p r ese n ce   o f   tr a v eli n g   w av e   ar r an g e m en ts   ca n   b e  s et  u p   th r o u g h   co m p ac t  f u n d a m e n tal l y   o p er ato r s .   A t  last ,   h e  d efin e s   t w o   g e n u in e  n u m b er s   an d   d em o n s tr ate  th at  t h e y   s er v e  as t h e  lo w er   b o u n d s   o f   t h e  s p ee d s   o f   tr av e l in g   w a v e  ar r an g e m e n ts   w it h i n   t h e  f r a m e wo r k .   R atta n ak u l  [ 1 6 ]   b u ilt  an   ad v ec tio n   d if f u s io n - r ea ctio n   m o d el  d em o n s tr ate  f o r   th e  a n g l e  p o p u lace   s tr u ct u r ed   to   tr ac k   t h e  p o p u la ce   d en s itie s   o f   b o th   t h e  lab ele d   an g le  a n d   t h e  ta g - f r ee   a n g le ,   in   w h ic h   t h e  r as h   lab el in g   h o n e  is   j o in ed ,   w h er ea s   n o n s to p   lab elin g   is   ac ce p t ed   to   b e   d o n e  o n   o f f   s p r in g s   o f   tr ac tab le  lab eled   an g le,   o r   o n   th o s e  w it h in   t h e  s a m e  s w ar m   as  t h e  tr ac ta b le  lab eled   an g le.   Utilizi n g   th e  tr av el in g   w a v e   f ac ilit ate,   th e y   i n f er   e x p lan a to r y   e x p r ess io n   f o r   th e  ar r an g e m en ts   to   t h e  s h o w   f r a m e w o r k .   A l s o ,   th e y   i n f er r ed   th e  u n eq u iv o ca l  e x p r ess io n   f o r   th e  lev el  o f   lab eled   an g le  w h ic h   i n cr e m e n ts   in   a n   i n ter m itte n t  r as h   d esi g n .   So lid n es s   an d   s ta g e  p lan e  i n v esti g a tio n s   ar e  m o r eo v er   ca r r ied   o u t  to   d eter m i n e.   W h ile  V en k atar a m a n   [ 1 7 ]   in v e s ti g ate  a  m o d el  f o r   b io lo g ical  p atter n   f o r m a tio n   d u r i n g   g r o w t h   d ev elo p m e n t.  T h e   p atter n   f o r m atio n   p h en o m e n o n   i s   d escr ib ed   b y   a   r ea ctio n - d i f f u s io n   s y s te m   o n   a  ti m e - d ep en d en t d o m ai n .     B o o n r an g s i m a n   et  al.   [ 1 8 ]   co n s id er ed   an   ap p licatio n   to   f is h er ies  an d   ac ce p ted   th at  th er e ' s   a  s i n g le   p r ey   p o p u lace   an d   a  p r e d ato r   p o p u lace   th at  ca n   b e  is o lated   b y   g en er ati o n   ca p ac it y   in to   a  y o u t h f u l  a n d   a  d ev el o p   ar r an g e ,   w ith   a  tim e  d e lay   f o r   th e  y o u th f u l  t o   d ev e lo p   m o v e.   T h ey   d em o n s tr at ed   th at  th e   f r am e w o r k   h as  t h r ee   n o n n eg a tiv e  b ala n ce   f o cu s e s ,   s p ec if ica ll y ,   a n   u n i m p o r tan t  p o in t  w it h   all  p o p u lac es  ze r o ,   a  p r ed ato r - f r ee   h ar m o n y   p o in t,  a n d   a   co ex is te n ce   b alan ce   p o i n t  w i th   all   th r ee   p o p u lace s   n o n - ze r o .   I t i s   d e m o n s tr ated   t h a t   th e  m i n o r   h ar m o n y   p o in t  is   c o n tin u o u s l y   u n s tead y ,   t h at  th e   p r ed ato r - f r ee   b alan ce   p o in t   i s   s tead y   o n   th e  o f f   ch an ce   t h at  a n d   as   it   w er e  i n   th e  e v e n t  t h at   t h e  e x is te n ce   h ar m o n y   p o in t   d o es  n o t  e x is t,   w h ic h   t h e  e x i s te n ce   p o in t  ca n   eit h er   b e  s tead y   f o r   all  ti m e  d ela y s   o r   e n d ed   u p   u n s tead y   i n   t h e  ev e n t  t h at  a  Ho p f   b if u r ca tio n   o cc u r s   at  a  b asic  ti m e  d ela y .   W h i le  Z h an g   [ 1 9 ]   ex p lo r ed   a  s tag e - s tr u ctu r ed   p o s tp o n ed   r ea ctio n - d if f u s io n   s h o w   w it h   ad v ec tio n   t h at  d ep icts   co m p etitio n   b et w ee n   t w o   d ev e l o p   s p ec ies  in   w ater   s tr ea m .   T im e  d ela y s   ar e  co n s o lid ated   to   d eg r ee   t h e   ti m e  le n g t h s   f r o m   b ir th   to   d ev e lo p m e n t   o f   th e   p o p u lace s .   T h e y   ap p ea r   th at   t h er e  ex is t s   a  li m ited   p o s iti v e  n u m b er   c *   t h at  ca n   b e  c h ar ac ter ized   as t h e  s lo w est  s p r ea d in g   s p ee d   o f   tr av el in g   w a v e   ar r an g e m en t s   i n ter f ac in g   t w o   m o n o - cu ltu r e  eq u ilib r ia  o r   i n ter f ac i n g   a  m o n o c u lt u r e  w it h   t h e  co ex i s te n ce   h ar m o n y .   Mo r eo v er ,   C an g ia n i  et  al.   [ 20 ]   illu s tr ated   a  f e w   m o d er n   s o r ts   o f   w a v e  p r o life r atio n   an d   d esig n   ar r an g e m en t   in   a   clas s ical  t h r ee   s p ec ies  c y clic  co m p eti tio n   s h o w   w i th   s p atial  d is s e m in a tio n   T h ese  u n u s e d  d esig n s   ar e  ch ar ac ter ized   b y   a   tall  n o r m alit y   i n   s p ac e  b u t  ar e  d iv er s e  f r o m   d esi g n s   alr ea d y   k n o w n   to   ex i s t  i n   r ea ctio n – d if f u s io n   m o d els  a n d   d em o n s tr ated   a   d ep en d ab le  b o u n d   f o r   th e   b lu n d er   o f   t h e   n u m er ica l  s tr ate g y   w h ic h   p er m it  u s   to   ef f ec ti v el y   in v esti g a te  t h e  d y n a m ical  d es ig n s   i n   b o th   t w o   a n d   th r ee   s p a tial  m ea s u r e m e n ts .   A t  la s t,  Mu r r a y   [ 21 - 23 ]   ex a m i n ed   th e  co n d itio n   f o r   th e  lin ea r   s tab ilit y   o f   = 0   f o r   th e  tak in g   af ter   r esp o n s e  d is s e m in at io n   d e m o n s tr ate:       = ( ) +   2 2 , 0 ≤ ≤ ,   ( 2 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 ,  Dec em b er   2 0 2 0   :    6 2 6 0   -   6 2 6 7   6262   W ith   th e  f o llo w i n g   b o u n d ar y   an d   in itia l c o n d itio n s :      ( , ) = 0 , ( , ) = 0 , ( , 0 ) = ₀ ( ) ,      w h er e    d en o tes  t h e  p o p u latio n   d en s it y   o f   a  s p ec ie s ,   ( )   is   t h e  s p ec ies  d y n a m ic s   a n d     is   t h e  d i f f u s io n   co ef f icie n t  w h ic h   m ea s u r e  th e  d is p er s al  ef f icie n c y   o f   th e  r elev an t  s p ec ie s ,     is   th e  len g t h   o f   th e  d o m ai n .    He  co n s id er ed   th e  d i f f er en t  b o u n d ar y   co n d itio n s   w h ic h   c o n s id er   th e  i n f l u en ce   o f   t h e   r eg io n   e x ter io r   to     th e  r ea ctio n   d i f f u s io n   d o m ai n .   He   s h o w ed   th a t  i f   th e   d o m ai n   s iz e  i s   n o t  lar g e  e n o u g h ,   t h en   ( 2 )   ca n n o t  g en er ate  s p atia l p atter n s   a n d   s o   h e  f o u n d   th e  co n d itio n   o n     s u ch   t h at  t h e  s p ec ies  w i ll n o t b ec o m e  e x ti n ct  i f :     > √ ′ ( 0 )       I n   th i s   p ap er ,   an   ag e - s tr u ct u r ed   m o d el  is   u s ed   t o   d er iv e  a  d elay   ad v ec tio n   r ea ctio n - d i f f u s io n   eq u atio n   w it h   lin ea r   ad v ec tio n   ter m .   I n   ad d itio n ,   w e  f i n d   th e  m in i m u m   v alu e  o f     th at  p r ev en ts   e x ti n cti o n   o f   th e  s p ec ie s   u n d er   th e  e f f ec t o f   ad v ec t io n   t er m   f o r   th e  r ea ctio n - d i f f u s io n   eq u atio n .       2.   A  DE L AY   ADV E C T I O N   R E AC T I O N - DIFF U SI O N   E Q UATI O N   W I T H   L I NE AR  ADVEC T I O N   T E RM     I n   th i s   s ec tio n ,   w e  d er iv e  a  d ela y   ad v ec tio n   r ea ctio n - d i f f u s io n   eq u atio n   w i th   li n ea r   ad v e ctio n   ter m   f r o m   a n   ag e - s tr u ct u r ed   m o d el,   an d   th en   la ter   o n ,   w e  s t u d y   an d   an al y ze   o u r   n e w   m o d el  u n d er   th e  e f f ec t  o f     th e  ad v ec tio n   ter m .     De f i n e  ( , )   to   b e  th e  in te n s i t y   o f   m at u r e  ad u lts ,   w it h   ag e  o f   at  least  τ .   T h en   it  ca n   b e   r ep r esen ted   as f o llo w s :     ( , ) = ∫ ( , , )  ∞ ,   ( 3 )     w h er e  ( , , )   is   th e  in ten s it y   o f   in d i v id u al s   o f   ag e    at  p o in t  ,   tim e     an d     is   th e  len g t h   o f   th e  j u v en ile   p er io d .   N o w ,   let    s atis f ie s   th e  f o llo w i n g   eq u a tio n ,   s ee   Me tz  [ 2 4 ]   an d   Mc Nair   [ 2 5 ] :       +     =     +   2 2 −  , 0 < < ,   ( 4 )     an d   th at  t h e  m a tu r e  ev o l v e  ac c o r d in g   to :      =  + 2 2 +   ( , , ) − 2 ,                 ∈ ( − ∞ , ∞ ) , > 0   (5 )     w it h     ( , , 0 ) = ( ( , ) )   (6 )     th e  ter m   ( , , )   in   ( 5 )   r ep r esen ts   ad u lt  r ec r u it m e n t,  s i n ce   it  is   t h o s e  o f   ag e    ( m at u r atio n   a g e)   an d   ( )     in   ( 6 )   r ef er s   to   th e   r ar e  o f   th e  b ir th ,   s u p p o s ed   to   d ep en d   o n ly   o n   t h e  n u m b er   o f   m at u r es a t  th e  ti m e.   L et    ( , , ) = ( , + , ) ,   th en         =     [   ( , , ) +     ( , , ) ] = +   =       ( , + , ) + 2 2 ( , + , ) −  ( , + , ) ,     w h ic h   i m p lie s       =     + 2 2 −    +     =     +   2 2 −  , 0 < < ,   (7 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708         A   s ta g e - s tr u ctu r ed   d ela ye d   a d ve ctio n   r ea ctio n - d iffu s io n   m o d el  fo r   s in g le  s p ec ies   ( R a ed   A li A lkh a s a w n eh )   6263   No w ,   w e  ap p l y   t h e  Fo u r ier   tr an s f o r m :      ̂ ( , , ) = ∫ ( , , )   −   ∞ − ∞   (8 )     T o  ( 8 )   g iv es:     ̂  = (  − ² − ) ̂   (9 )     a nd     ̂ ( , , 0 ) = ̂ ( , , 0 ) = ℱ { ( ( , ) ) }   ( 1 0 )     T h e  s o lu tio n   o f   ( 9 )   is :       ̂ ( , , ) =   ℱ { ( ( , ) ) } (  − ² − ) .   ( 1 1 )     No w ,   ℱ⁻ ¹ ( (  − ² − ) )   =     1 2 (  − ² − )     =     −  √ 4 − ( +  ) ² / ( 4 ) .     B y   u s i n g   co n v o lu tio n   th eo r e m :     ( , , ) = −  ∫ 1 √ 4 ∞ − ∞ − (    + − ) 2 4 ( ( , ) )  ,     T h er ef o r e           ( , , ) =   ( , − , )     = −  ∫ 1 √ 4 ∞ − ∞ − (    + − ) 2 4 ( ( , − ) )  .   ( 1 2 )     I f   ( ) = ,   th en   th e  b ir th   r ate  is   s y m m etr ic  to   th e  n u m b er   o f   th e  m atu r e  ad u lts   g i v e n   b y   .   Mo s t  o f   th e  p o p u latio n s ,   s u ch   p r es u m p tio n   is   v alid   o n l y   w h e n   p o p u latio n   n u m b er s   ar e  r elativ el y   litt le  o r   w h en   t h er e  is   ab u n d an ce   o f   n o u r i s h m e n t.  I n s er tin g   ( 1 2 )   w it h   ( ) =   in to   ( 4 )   y ie l d s :      =  + 2 2 − 2 + ∝ −  ∫ 1 √ 4 ∞ − ∞ − (    + − ) 2 4 ( , − )    ( 1 3 )     B y   ap p l y i n g   t h e  f o llo w i n g   s u b s tit u tio n   i n   ( 1 3 ) :      +   − = √ 4   ,     w e  o b tain :     −  ∫ 1 √ 4 ∞ − ∞ − (    + − ) 2 4 ( , − )  = −  ∫ 1 √ ∞ − ∞ − 2 (  +   − √ 4 , − )  .   ( 1 4 )     T h is   f o r m   o f   th e  in te g r al  allo w s   u s   to   m a k e  ap p r o x i m a tio n   f o r   s m a ll  v a lu e s   o f   t h e  p ar a m e ter s .   L et  u s   ap p r o x im a te  ( 1 4 )   f o r   s m al l v al u es o f   t h e  i m m atu r e  d i f f u s iv i t y   :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 ,  Dec em b er   2 0 2 0   :    6 2 6 0   -   6 2 6 7   6264   ( +  − √ 4 , − )   = ( +  , − ) − √ 4   ( +  , − ) + 2 2 2 2 ( +  , − )     T h e r ef o r e,   th e  in teg r al  ter m   i n   ( 1 4 )   c an   b e  w r itte n   as f o llo w s :     −  ∫ 1 √ ∞ − ∞ − 2 ( ( +  − √ 4 , − ) )    = −  (  +   , − ) + −  2 2 ( +  , − ) ) ,   ( 1 5 )     w h er e  w e  h a v e  u s ed   th e  f o llo w i n g   f ac t :     ∫ ² − 2  = 1 2 √ ∞ − ∞ .     I n   th e  li m it in g   ca s e  → 0   ( i.e . ,   im m at u r es n o t d i f f u s in g   at  all) ,   ( 1 3 )   b ec o m es:      =    +   2 2 +   −  ( +  , − ) − 2   ( 1 6 )     I n   th is   ca s e  = 0 ,   th e  ter m   −  ( +  , − )   ca n   b e  u n d er s to o d   ec o lo g icall y   as  f o llo w s :   Settin g   = 0   m ea n s   t h e  i m m at u r e  ar e  n o t  d if f u s i n g .   T h e y   ar e,   h o w e v er ,   s till   s u b j ec t  to   ad v ec t io n .   Du r i n g   th e  p er io d   o f   i m m atu r it y ,   w h ich   is   o f   d u r atio n   ,   ea ch   i m m atu r e  w ill  h av e  m o v ed   a  d is t an ce   eq u al  to    .   I t  f o llo w s   th at   an   in d i v id u a l  t h at  b ec o m es  m at u r e  at  lo c atio n   x   m u s t  h a v e  b ee n   b o r n   a t  lo ca tio n   +    ( s in ce   th e  ad v ec tio n   is   f r o m   r i g h t  to   lef t) .   T h e  ter m :    −  ( +  , − ) ,   w h ic h   is   th e  r ate  at   tim e  ,   p o s itio n   ,   at  w h ic h   i n d iv id u als  b ec o m e   m atu r e,   is   g iv e n   s i m p l y   b y   t h e  b ir th   r ate    ti m e  u n i t s   ag o   at  l o ca tio n   +  ,  ( +  , − ) ,   co r r ec ted   f o r   j u v en ile  m o r tal it y   w h ic h   e x p lain s   t h e  −  f ac to r .   I f   th e   s p ec ies  i s   clo s e  to   ex ti n ctio n   a n d   th e  i m m a t u r e  ar e  n o t d if f u s in g ,   t h en   ( 1 6 )   b ec o m es:      =    +   2 2 +   −  ( +  , − ) ,       0 < < ,       > 0 .     ( 1 7 )       3.   E F F E C T   O F   AD VE C T I O N  T E RM   O N  T H E   D E R I V E D  D E L AY  AD VE C T I O N   RE AC T I O N - DIFF USI O N  E Q UA T I O N   Star tin g   b y   s tu d y in g   ( 1 7 )   o n   h o m o g en eo u s   Dir ich let  b o u n d ar y   co n d itio n s :  ( 0 , ) = 0 ,         ( , ) = 0 ,   an d   th e  in itia l  co n d itio n   ( , 0 ) = 0 ( ) , ∈ [ − , 0 ]   w i th   0 ( 0 ) > 0 .   As  a  s tar tin g   p o in t,   w e  s h all  a ls o   co n s id er   t h e  ca s e  w h en   t h e  j u v en i les  ar e  n o t  s u b j ec t  to   ad v ec tio n ,   in   t h is   ca s e,   th e  ter m   ( +  , − )   o f   ( 1 6 )   b ec o m e s :  −  ( , − ) .  Ho w e v er ,   th e  ad u l ts   w ill  s till   b e  s u b j ec t  to   ad v ec tio n .   Seek i n g   tr ia l so lu t io n s   f o r   ( 1 6 )   o f   th e  f o r m   ( , ) = στ ( ) ,   y ield s :     ′′ ( ) +   ′ −  −  − ) ( ) = 0   ( 1 8 )     T h e   ch ar ac ter is tic  eq u atio n   f o r   ( 1 8 )   is     ² +     + ( −  −  −   ) = 0   ( 1 9 )     an d   th e  r o o ts   ar e  g iv e n   b y :     ₁ , ₂ = 1 2 ( − ± ( √ 2 − 4 ( −  −  −   )   )     T h u s ,   w e  h a v e  t w o   ca s es  f o r   th e  r o o ts :   I f   ₁   an d   ₂   ar e  r ea l,  th en   th e  s o lu t i o n   f o r     s atis f y in g   t h e  b o u n d ar y   co n d itio n   ( 0 ) = 0   w il l b e  in   th e  f o r m     ( ) = ( ₁ − 2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708         A   s ta g e - s tr u ctu r ed   d ela ye d   a d ve ctio n   r ea ctio n - d iffu s io n   m o d el  fo r   s in g le  s p ec ies   ( R a ed   A li A lkh a s a w n eh )   6265   an d   in   o r d er   to   s atis f y   ( ) = 0 ,   w e  w i l l h av e  t h e  ze r o   s o lu tio n .   I f   M₁   an d   M₂   ar e   co m p lex ,   t h en   th e  s o lu tio n   f o r   ( )   s atis f y in g   th e  b o u n d ar y   co n d itio n   ( 0 ) = 0   w il l b e  o f   th e  f o r m     ( ) = ( −  2 )    ( √ 4 ( −  −  −   ) − ² 2 ) .   ( 2 0 )     I n   o r d er   to   b e  ab le  to   s atis f y   ( ) = 0 ,   w e  n ee d :     √ ( 4 ( −  −  −   ) − ² ) 2 =  , = 1 , 2 , 3 , … .     T h at  is :     4 ( −  −  −   ) − 2 = 4 2 2 2 2 ,       = 1 , 2 , 3 , … ,     w h ic h   g i v es t h e  f o llo w in g   eq u atio n   to   b e  s o lv ed   f o r   :     = −  −  − ² 4 − ² ² ²   ( 2 1 )     T h e   s o lu tio n   ( , )   o f   th e  li n ea r ized   ( 1 7 )   is   o f   th e  f o llo w in g   f o r m     ( , ) =  −  2    (    ) ,                     = 1 , 2 , 3 , … ,     w h er e    s atis f ie s   ( 2 0 ) .   No w ,   w e   ar e  g o i n g   to   f in d   th e  s o l u tio n   o f   ( 1 7 )   s atis f y i n g   t h e  i n itial   d ata  b y   s u m m i n g   o v er       to   o b tain :     ( , ) = ∑ ∞ = 1 −  2    (    ) ,   ( 2 2 )     w h er e    s atis f ies  ( 2 1 )   an d   u s in g   t h e  in itia l  co n d itio n   an d   Fo u r ier   co ef f icie n t s ,   th en   t h e   v alu e  o f     is     g iv e n   b y :     { } = 2 ∫ 0 ( )    2    (    )  0 , = 1 , 2 , 3 , …   ( 2 3 )     Su b s ti tu t in g   t h is   v alu e  i n   ( 2 2 )   y ield s   t h e  f i n al  s o lu tio n   o f   t h e  lin ea r ized   p r o b lem :     ( , )   =   ∑ ( 2 ∫ 0 ( )    2    (    )  × 0 ∞ = 1   −  2    (    )   ( 2 4 )     T h e  p o p u latio n   w ill  d ec a y   to   ze r o   if    <   0 ,     f o r   all   = 1 , 2 , 3 , … ,   w h er e    is   an y   r o o t  o f   ( 2 1 ) .     I n   o th er   w o r d s ,   s atis f ies:     = −  − − 2 2 2 − ² 4     I n   o r d er   t o   d etec t  a   p o s s ib le  ch an g e  o f   li n ea r   s tab ilit y   o f   th e  ze r o   s o lu tio n   o f   ( 1 7 )   w e  s et   =  ,  w h ic h   g i v es :     2 4 + 2 2 2 +  = −  − ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 ,  Dec em b er   2 0 2 0   :    6 2 6 0   -   6 2 6 7   6266   an d   th e  co m p le x   co n j u g a te  o f   ab o v e  eq u atio n   is :     2 4 + 2 2 2 −  = −  ,     T h u s ,   w e  ar e  eli m i n ati n g   −    f r o m   th e  last   t w o   eq u at io n s ,   y ield s :     ² = ² − 2  − [ 2 4 + 2 2 2 ] ² .     T o   f in d   th e  co n d itio n s   o n   th e   p ar am eter s   w h ich   e n s u r e  t h a t:    ² < 0 ,   s i n ce   th is   m ea n s   t h at  r o o ts   o f   ( 2 1 )   o f   th e  f o r m   =  ,   w i th     r ea l ,   ca n n o t  ex i s t.  No te  th at:    I f   ² < 0   w h e n   n =1   th e n   au to m atica l l y     ² < 0   f o r   n =2 ,   3 ,   4 ,   …,   th er e f o r e  it  is   s u f f icie n t  to   s et   = 1 .   W h en   = 1 , ² < 0   an d   if   th e  f o llo w i n g     in eq u ali t y   h o ld s:     −  < 2 4 + 2 2        th en   ( , ) → 0   as  → 0   ,   th u s   th e  p o p u latio n   w il l  b ec o m e  ex ti n ct.   So ,   th e  s p ec ies  w il l  b ec o m e  ex ti n ct  i n   th is   ca s e  if :     ( ad v ec tio n   s p ee d )   is   lar g e      ( m a tu r e  d if f u s io n )   is   eit h er   v e r y   s m all  o r   v er y   lar g e      ( len g t h   o f   d o m ai n )   is   s m al l      ( b ir th   r ate)   is   to o   s m al l      ( j u v en ile  m o r tal it y )   i s   lar g e      ( len g t h   o f   j u v e n ile  p er io d )   is   lar g e.   A l s o ,   if   t h e  f o llo w i n g   in eq u ali t y   h o ld s :     −  > 2 4 + 2 2   ,     th en     = −  − − 2 2 2 − ² 4   w it h   = 1   h as   a  r ea l  p o s iti v e   r o o t  .   T h is   ca n   b e  s h o w n   b y   d r a w i n g   th e  g r ap h s   o f   2 4 + 2 2 +     an d   −  −    ag ain s t   ,   w h er e  w e  ca n   s ee   th at  t h e  t w o   f u n ct io n s   h a v e  a  r ea l  p o s itiv e  r o o t  σ   w h ich   m ea n s   t h at   th e   ze r o   s o lu tio n   o f   ( 1 7 )   is   u n s tab le.   So ,   w e   ca n   co n c lu d e  t h at     th e  p o p u latio n   w il l s u r v i v e  in   th is   ca s e  if     ( ad v ec tio n   s p ee d )   is   to o   s m all .       ( d o m ai n )   is   to o   lar g e .      ( b ir th   r ate)   is   to o   lar g e.       4.   DIS CU SS I O N S  A ND   CO NC L US I O N   W e  h av e  d er iv ed   a  d elay   ad v ec tio n   r ea ctio n - d i f f u s io n   eq u a tio n   w ith   li n ea r   ad v ec tio n   ter m   f r o m   a n   ag e - s tr u c tu r ed   m o d el  w h ich   i s   g iv e n   b y :      =    +   2 2 +   −  ( +  , − ) − 2   ( 2 5 )     an d   o u r   d er iv ed   eq u atio n   as  in   ( 2 4 )   is   s t u d ied   w h e n   t h e  s p ec i es is   clo s e  to   e x ti n ctio n   a n d   th e  i m m at u r e  ar e  n o t   d if f u s in g   o n   h o m o g en eo u s   Dir ich let  b o u n d ar y   co n d itio n s   ( 0 , ) = 0 , ( , ) = 0   an d   th e  in it ial  co n d itio n   ( , 0 ) = 0 ≥ 0   f o r   ∈ [ − , 0 ] .   A l s o ,   w e  co n s id er ed   th e  ca s e  w h en   j u v en i les  a r e  n o t  s u b j ec t  to   ad v ec tio n ,   s o   th e  ter m   ( +  , − )    in   ( 2 4 )   b ec o m e s   ( , − ) .   Ho w ev er ,   th e  a d u lts   w ill  s till   b e  s u b j ec t  to   ad v ec tio n .   T h e  co n d itio n s   o n   t h e  p ar a m eter s   f o r   th e  f in al  s o lu tio n   ( , )   f o r   th e  lin e ar ized   ( 2 5 )   th at  p r ev en ts   ex tin ct io n   o f   t h e  s p ec ies  u n d er   th e  d ef ec t  o f   ad v ec tio n   f o r   th e  r ea ctio n - d i f f u s io n   ar e  f o u n d s ,   w h er e  th e  co n c lu s io n   ca n   b e  s u m m ar ized   as  f o llo w s :      T h e  s p ec ies  w ill  b ec o m e  e x ti n ct  i f   t h e  ad v ec tio n   s p ee d   i f   l ar g e,   m at u r e  d if f u s io n   is   e ith er   v er y   s m al l  o r   v er y   lar g e,   le n g th   o f   d o m ai n   is   s m all,   j u v en i le  m o r talit y   is   lar g e  an d   len g t h   o f   j u v en i le  is   l ar g e.     T h e  s p ec ies  w il l su r v i v e  if   ad v ec tio n   s p ee d   is   s m all,   d o m ai n   is   to o   lar g e  an d   b ir th   r ate  is   to o   lar g e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708         A   s ta g e - s tr u ctu r ed   d ela ye d   a d ve ctio n   r ea ctio n - d iffu s io n   m o d el  fo r   s in g le  s p ec ies   ( R a ed   A li A lkh a s a w n eh )   6267   RE F E R E NC E S     [1 ]   Brit to n ,   N.,   “ Re a c ti o n - Diff u sio n   Eq u a ti o n s a n d   T h e ir  A p p li c a ti o n s   to   Bi o lo g y , ”   Aca d e mic   Pre ss ,   1 9 8 6 .     [2 ]   L e w is,  M . ,   P e tro v sk ii ,   S . ,   P o tt s,   J.,   “ Re a c ti o n - D if f u sio n   M o d e ls:  S in g le  S p e c ies , ”   T h e   M a th e ma ti c s  Beh in d   Bi o lo g ica l  In v a si o n s ,   pp .   69 - 1 0 5 ,   2 0 1 6 .     [3 ]   A ll e n ,   L . ,   “ P e rsiste n c e   a n d   e x ti n c ti o n   in   si n g le - sp e c ies   re a c ti o n - d if f u sio n   m o d e ls,”   Bu ll e ti n   o f   M a th e ma ti c a l   Bi o lo y ,   v o l.   4 5 ,   p p .   2 0 9 - 2 2 7 ,   1 9 8 3 .     [4 ]   A iello ,   W .   G .   a n d   F re e d m a n ,   H.  I. ,     “ A   ti m e - d e la y   m o d e l  o f   sin g le   sp e c ies   g ro w th   w it h   sta g e   stru c tu re ,”     M a th .   Bi o sc i. ,   v o l .   1 0 1 ,   p p .   1 3 9 - 1 5 3 ,   1 9 9 0 .     [5 ]   F ish e r,   R.   A . ,   “ T h e   w a v e   o f   a d v a n c e   o f   a d v a n tag e o u s g e n e s ,”   An n a ls o f   Eu g e n ics ,   v o l .   7 ,   p p .  3 5 5 - 3 6 9 ,   1 9 3 7 .   [6 ]   Ko lm o g o ro v ,   A .   P e tro v sk ii ,   I.   a n d   P isc o u n o v ,   N.,   “ A   stu d y   o f   th e   d iffu sio n   e q u a ti o n   w it h   in c re a se   i n   th e   a m o u n t  o f   su b sta n c e ,   a n d   it s  a p p li c a ti o n   to   a   b io lo g ica l  p ro b lem ,”   In   V .   M .   T ik h o m iro v ,   e d it o r,   S e lec ted   W o rk s  o f   A .   N.  Ko lm o g o ro v   I,   p a g e s  2 4 8 C2 7 0 .   Klu w e r  1 9 9 1 .   T ra n sla ted   b y   V .   M .   V o l o so v   f ro m   Bu ll .   M o sc o w   Un iv . ,   M a th .   M e c h .   1 ,   p p .   1 - 2 5 ,   1 9 3 7 .   [7 ]   F ish e r  R.   A . ,   “ T h e   g e n e ti c a l  th e o ry   o f   n a tu ra l  se le c ti o n ,”   Ox fo rd   Un ive r sity  Pre ss ,   US A ,   N e w   E d   e d it io n   2 0 0 0 ,   v a rio ru m   e d it io n   1 9 9 9 ,   1 9 3 0 .   [8 ]   G u rn e y ,   W .   S.   C.   a n d   Nisb e t,   R.   M.,  “ F lu c t u a ti o n   p e ri o d icity ,   g e n e ra ti o n   se p a ra ti o n ,   a n d   t h e   e x p re ss io n   o f   L a rv a l  c o m p e ti ti o n , ”   J .   T h e o re ti c a l   Po p u l.   Bi o l. ,   v o l.   2 8 ,   n o .   2 ,   p p .   1 5 0 - 1 8 0 ,   1 9 8 5 .     [9 ]   A b lo w it z ,   M .   J.  a n d   Ze p p e tella,   A . ,   “ Ex p li c it   so lu ti o n s  o f   F ish e r’ s  e q u a ti o n   f o r   a   sp e c ial  w a v e   sp e e d ,”   Bu l l.   M a th .   Bi o l. ,   v o l.   4 1 ,   p p .   8 3 5 - 8 4 0 ,   1 9 7 9 .   [1 0 ]   Al - O m a ri ,   J.  F .   M .   a n d   G o u rley   S .   A . ,   “ A   n o n lo c a l  re a c ti o n - d iff u sio n   m o d e l  f o r  a   sin g le  sp e c ies   w it h   sta g e   stru c tu re   a n d   d istr ib u ted   m a tu ra ti o n   d e lay , ”   Eu ro .   J .   Ap p l.   M a th . ,   v o l.   16 ,   n o .   1 ,   p p .   3 7 - 5 1 ,   2 0 0 5 .   [1 1 ]   Al - O m a ri,   J.,   G o u rley ,   S . ,   “ D y n a m ics   o f   a   sta g e - stru c tu re d   p o p u lati o n   m o d e l  in c o r p o ra ti n g   a   sta te - d e p e n d e n t   m a tu ra ti o n   d e lay ,”   No n li n e a r A n a l.   Rea l  W o rl d   A p p l. ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 - 3 3 ,   2 0 0 5 .     [1 2 ]   A iello ,   W .   G . ,   F re e d m a n ,   H.  I.   a n d   W u ,   J. ,   “ A n a l y sis  o f   a   m o d e l  re p re se n ti n g   sta g e - stru c tu re d   p o p u latio n   g ro w th   w it h   sta te - d e p e n d e n t  ti m e   d e la y ,”   S IAM   J .   A p p l .   M a th . ,   v o l .   5 2 ,   p p .   8 5 5 - 8 6 9 ,   1 9 9 2 .     [1 3 ]   G o u rle y ,   S .   A . ,   J e n n in g s ,   R.   a n d   L iu ,   R. ,   “ A n   A d v e c ti o n   a n d   A g e - S tru c tu re d   A p p ro a c h   to   M o d e li n g   Bird   M ig ra ti o n   a n d   In d irec t  T ra n sm issio n   o f   Av i a n   In f lu e n z a ,”   S IAM   J .   A p p l .   M a t h . ,   v o l .   7 5 ,   n o .   4 ,   p p .   1 6 2 0 - 1 6 4 7 ,   2 0 0 5 .   [1 4 ]   S a rf a r a z   W ,   M a d z v a m u se   A . ,   “ Clas sifi c a ti o n   o f   p a ra m e ter  sp a c e s  f o r  a   re a c ti o n   d if f u sio n   m o d e l  o n sta ti o n a ry   d o m a in s , ”   Ch a o s   S o li t o n s F r a c ta l s,   v o l.   1 0 3 ,   p p .   3 3 - 5 1 ,   2 0 0 7 .     [1 5 ]   Ch u n w e i  W . ,   “ A   sta g e - stru c tu re d   d e lay e d   re a c ti o n - d if f u sio n   m o d e l  f o r  A   sta g e - stru c tu re d   d e la y e d   re a c ti o n - d if f u sio n   m o d e l  f o r  c o m p e ti ti o n   b e tw e e n   tw o   sp e c ies , ”   El e c tro n ic  T h e se s  a n d   Diss e rtatio n s ,   Un iv e rsity   o f  L o u isv il le,  2 0 1 3 .   [1 6 ]   Ra tt a n a k u l ,   C. ,   L e n b u ry ,   Y.  a n d   S u k sa m ra n ,   J.,   “ A n a l y sis  o f   a d v e c ti o n - d if f u sio n - re a c ti o n   m o d e l  f o r  f ish   p o p u latio n   m o v e m e n t  w it h   im p u lsiv e   tag g i n g :  sta b il it y   a n d   trav e li n g   w a v e   so lu ti o n ,”   A d v a n c e s  i n   Diff e re n c e   Eq u a ti o n s ,     v o l.   2 0 1 9 ,   2 0 1 9 .    [1 7 ]   V e n k a tara m a n ,   C. ,   “ Re a c ti o n - d if f u sio n   s y ste m   o n   e v o lv in g   d m a i n s  w it h   a p p li c a ti o n s  to   th e   th e o r y   o f  b io lo g ica l   p a tt e rn   f o rm a ti o n ,”   P h . D .   th e sis,  Un iv e rsit y   o f   S u ss e x ,   2 0 1 1 .     [ 1 8 ]   B o o n r a n g s i m a n ,   S . ,   B u n w o n ,   K .   a n d   E l v i n ,   J . ,   “ A   b i f u r c a t i o n   p a t h   t o   c h a o s   i n   a   t i m e - d e l a y   f i s h e r i e s   p r e d a t o r - p r e y   m o d e l   w i t h   p r e y   c o n s u m p t i o n   b y   i m m a t u r e   a n d   m a t u r e   p r e d a t o r s ,”   M a t h .   C o m p u t e r s   S i m u l . ,   v o l .   124 ,   p p .   1 6 - 2 9 ,   2 0 1 6 .   [1 9 ]   Zh a n g ,   L .   a n d   Zh a o ,   H.  Y.,   “ T ra v e li n g   w a v e   so lu ti o n s  in   a   sta g e - stru c tu re d   d e lay e d   re a c ti o n - d if f u s io n   m o d e l  w it h   a d v e c ti o n ,”   J .   M a t h .   M o d e ll in g   A n a l. ,   v o l.   2 0 ,   n o .   2 ,   p p .   1 6 8 - 1 8 7 ,   2 0 1 5 .   [2 0 ]   Ca n g ian i ,   A . ,   G e o rg o u li s ,   E. ,   M o ro z o v ,   A .   a n d   S u tt o n   O . ,   “ Re v e a li n g   n e w   d y n a m i c a l  p a tt e rn s  in   a   re a c ti o n - d if f u sio n   m o d e l  w it h   c y c li c   c o m p e ti ti o n   v ia a n o v e l  c o m p u tatio n a l  f ra m e w o rk , ”   P ro c . R. S o c . A 4 7 4 ,   2 0 1 8 .   [2 1 ]   M u rra y ,   J.   D.,   “ M a th e m a ti c a l  Bio lo g y ,”   2 n d   e d . ,   S p rin g e r,  Ber li n ,   1 9 9 3 .       [2 2 ]   M u rra y ,   J.  D.,   “ M a th e m a ti c a l  B io lo g y ,”   I.   An   in tro d u c t io n .   3 rd   e d .   In ter ,   d isc ip l in a ry   Ap p li e d   M a th e ma t ics ,   S p rin g e r ,   Ne w   Yo rk ,   2 0 0 2 .   [2 3 ]   M u rra y ,   J.  D.  ,   “ M a th e m a ti c a l  b io lo g y ,”   S p a ti a l   mo d e ls  a n d   b io me d ica l  a p p l ica ti o n s.  S p ri n g e r,  Ne w  Y o rk ,   2 0 1 3 .   [2 4 ]   M e tz,  J.   A.   J   a n d   Die k m a n n ,   O . ,   “ T h e   D y n a m i c s  o f  P h y sio lo g ica ll y   S tru c tu re d   P o p u lati o n s ,”   Sp rin g e r - Ver la g ,    Ne w   Yo rk ,   1 9 8 6 .   [2 5 ]   M c Na ir,   J.,   N.,   a n d   G o u ld e n ,   C.   E. ,   “ Th e   d y n a m ics   o f   a g e - stru c tu re d   p o p u latio n s  w it h   a   g e sta ti o n   p e rio d :  De n sity - in d e p e n d e n t  g ro w th   a n d   e g g   ra ti o n   m e th o d s  f o r  e stim a ti n g   th e   b irt h   ra te ,”   T h e o re t.   Po p u l a ti o n   Bi o . ,   v o l .   3 9 ,     p p .   1 - 2 9 ,   1 9 9 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.