بررسی یک مدل ‎$SIR$‎ با نرخ شیوع غیرخطی و تاثیر صددرصدی واکسیناسیون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده علوم ریاضی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

چکیده

در این مقاله، یک مدل ‎$SIR$‎ با نرخ شیوع غیرخطی کلی و با فرض تاثیر صددرصدی واکسن ارائه می‌دهیم. این دستگاه یک نقطه تعادل عاری از بیماری دارد که متناظر با آن یک عدد بازتولید پایه ‎$\mathscr{R}_0$‎ به‌دست می‌آید. برای ‎$\mathscr{R}_0>1$‎ دستگاه یک نقطه تعادل بومی نیز خواهد داشت. پایداری موضعی و سراسری این نقاط تعادل را مطالعه می‌کنیم و با توجه به تغییر وضعیت پایداری نقاط تعادل با تغییر یکی از پارامترها، وجود انشعاب تبادل پایداری را بررسی خواهیم کرد. همچنین، شاخص حساسیت ‎$\mathscr{R}_0$‎ را محاسبه کرده که میزان تاثیرپذیری دستگاه از پارامترهای موجود را مشخص می‌کند. در پایان، نتایج به‌دست آمده را با مثال‌های عددی بررسی می‌کنیم.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analysis of an $SIR$ Model with Nonlinear Incidence Rate‏ and the ‎Full‎ Impact of‎‏‎ Vaccination

نویسندگان [English]

  • Rasool Kazemi
  • Mohammad Ali Shakeri
Faculty of Mathematics, Department of Mathematical Sciences, University of Kashan, Kashan, Iran
چکیده [English]

‎In this article‎, ‎we present an $SIR$ model with a general nonlinear incidence rate‎, ‎assuming a $100\%$ effective vaccine‎.
‎This system has a disease-free equilibrium point‎, ‎corresponding to which a basic reproduction number $\mathscr{R}_0$‎​ ‎is obtained‎. ‎For $\mathscr{R}_0 > 1$‎, ‎the system will also have an endemic equilibrium point‎. ‎We study the local and global stability of these equilibrium points‎. ‎Considering the change in the stability status of the equilibrium points with the change of one of the parameters‎, ‎we will examine the existence of a transcritical bifurcation‎. ‎Additionally‎, ‎we calculate the sensitivity index of $\mathscr{R}_0$​‎, ‎which essentially determines the susceptibility of the system to the existing parameters‎. ‎Finally‎, ‎we examine the obtained results with numerical examples‎.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ‎‎SIR epidemic model‎
  • Nonlinear incidence rate
  • ‎Basic reproduction number‎
  • ‎Stability‎
  • ‎Bifurcation