Dynamics and control of metapopulations  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
125628
Type KH
Principal investigator Röst, Gergely
Title in Hungarian Metapopulációk dinamikája és kontrollja
Title in English Dynamics and control of metapopulations
Keywords in Hungarian metapopuláció, differenciálegyenlet, nemlineáris dinamika, biomatematika
Keywords in English metapopulation, differential equation, nonlinear dynamics, biomathematics
Discipline
Mathematics (Council of Physical Sciences)100 %
Ortelius classification: Differential equations
Panel Mathematics and Computing Science
Department or equivalent Bolyai Institute (University of Szeged)
Participants Bartha, Ferenc
Dénes, Attila
Karsai, János
Kiss, Gábor
Knipl, Diána
Scarabel, Francesca
Vajda, Róbert
Van Leeuwen-Polner, Mónika
Starting date 2017-09-01
Closing date 2019-08-31
Funding (in million HUF) 19.926
FTE (full time equivalent) 7.68
state running project





 

Final report

 
Results in Hungarian
A projekt során nemlineáris differenciálegyenletekkel kifejezett metapopulációs modelleket konstruáltunk és vizsgáltunk. A modelleket a populációdinamika és a matematikai epidemiológia különböző kérdései inspirálták. Egy megfelelő modell kidolgozása után, amely elegendő részletességgel ragadja meg a probléma biológiai komplexitását, matematikai feltételeket kerestünk az egyensúlyi helyzetek létezésére, azok lokális és globális stabilitására, egyes kompartmentek perzisztenciájára, valamint leírtuk a globális bifurkációs diagramot a paramétertérben. Rendszereinket paramétereztük, megoldottuk numerikusan is, valamint vizualizáltuk és interpretáltuk a kapott megoldásokat, végül alkalmaztuk eredményeinket a kiindulási problémákra. Az alkalmazások között szerepelt a bárányhimlő terjedésének dinamikája Magyarországon, a karantén mint lehetséges Ebola elleni stratégia vizsgálata, a tűcsere-programok hatása a HIV prevalenciájára, valamint atkák által terjesztett vírusok terjedése a méhek populációiban. A kutatás 8 megjelent, 1 elfogadott, 2 benyújtott és elbírálás alatt álló publikációt eredményezett, és további négy kéziratunk áll véglegesítés alatt. A cikkek egy része rangos nemzetközi folyóiratokban jelent meg, mint pl. Complexity, Mathematical Biosciences and Engineering, Journal of Applied Mathematics and Computing.
Results in English
We formulated and analyzed metapopulation models expressed by nonlinear differential equations, arising from various problems in population dynamics and mathematical epidemiology. After developing a suitable model that captures with sufficient details the required biological complexity, we were looking for meaningful conditions for local and global stability of equilibria, the persistence of species, and the global bifurcation structure with respect to model parameters. We parametrized the systems, solved numerically, visualized and interpreted their solutions, and applied them to real world problems. Among the applications were the transmission dynamics of varicella in Hungary, quarantine strategies against Ebola, the impact of needle exchange programs on HIV prevalence, and the spread of a virus transmitted by the mites among bees. Our research resulted in 8 published, 1 accepted, 2 submitted and being under review publications, and further four manuscripts are being finalized. Some of our papers were published in reputable international journals such as Complexity, Mathematical Biosciences and Engineering, Journal of Applied Mathematics and Computing.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=125628
Decision
Yes





 

List of publications

 
J Karsai, R Csuma-Kovács, Á Dánielisz, Zs Molnár, J Dudás, T Borsos, G Röst: Modeling the transmission dynamics of varicella in Hungary, Journal of Mathematics in Industry, submitted, 2020
Barbarossa MV, Polner M, Röst G: Temporal evolution of immunity distributions in a population with waning and boosting, COMPLEXITY, Paper 9264743, 2018
Dénes A, Röst G: Dynamics of an infectious disease including ectoparasites, rodents and humans, Chapter 5 in: Trends in Biomathematics: Modeling, Optimization and Computational Problems (ed. R. Mondaini), pp. 59–73, Springer, 2018
R. Vajda: Maximal Radius for Stability Regions for Explicit Runge Kutta Methods by Real Quantifier Elimination, 19th International Symposium on Symbolic and Numeric Algorithms for Scientific Computing, (SYNASC 2017), pp. 49-54., 2017
Dénes A, Muroya Y, Röst G: Global stability of a multistrain SIS model with superinfection and patch structure, arXiv:1805.06552, 2018
R. Vajda: Maximal Radius for Stability Regions for Explicit Runge Kutta Methods by Real Quantifier Elimination, 19th International Symposium on Symbolic and Numeric Algorithms for Scientific Computing, (SYNASC 2017), pp. 49-54., 2017
Dénes A, Muroya Y, Röst G: Global stability of a multistrain SIS model with superinfection and patch structure, arXiv:1805.06552 (to appear in Mathematical Methods in the Applied Sciences), 2019
Csuma-Kovács R, Dudás J, Karsai J, Dánielisz Á, Molnár Zs, Röst G: Challenges in the modelling and control of varicella in Hungary, Progress in Industrial Mathematics at ECMI 2018 (eds. I. Faragó, F. Izsák, P. Simon), Springer 2019, 2019
H.-J. Rack, R. Vajda: An Explicit Univariate and Radical Parametrization of the Sextic Proper Zolotarev Polynomials in Power Form, Dolomites Research Notes on Approximation, Padova University Press, 12(1), pp. 43-50, 2019
E. Bánhegyi, A. Dénes, J. Karsai, L. Székely: The effect of the needle exchange program on the spread of some sexually transmitted diseases, Math. Biosci. Eng. 16(2019), No. 5, 4506–4525, 2019
A. Dénes, A. B. Gumel: Modeling the impact of quarantine during an outbreak of Ebola virus disease, Infect. Dis. Model. 4(2019), 12–27., 2019
A. Dénes, M. A. Ibrahim: Global dynamics of a mathematical model for a honeybee colony infested by virus-carrying Varroa mites, , J. Appl. Math. Comput. 61(2019), 349–371, 2019
Karsai János, Csuma-Kovács Rita, Dudás János, Dánielisz Ágnes, Molnár Zsuzsanna, Röst Gergely: On the impact of vaccination on the epidemiology of varicella in Hungary, In: Dagmar, Szarková; Daniela, Richtariková; Peter, Letavaj (szerk.) Proceedings, 18th Conference on Applied Mathematics Aplimat 2019, Slovak University of Technology in Bratislava (2019) pp. 617-627., 2019





 

Events of the project

 
2019-04-02 15:11:51
Résztvevők változása
2018-04-06 11:36:55
Résztvevők változása




Back »