Исследование физико-химических систем с понижением их размерности
       2. Методы понижения размерности систем

     2.2. Использование принципа подчинения для анализа химической системы

     Рассмотрим систему уравнений:
  (15.2)
     Первое уравнение описывает автокаталитический синтез вещества Х1 (член k1х1) и взаимодействие молекул вещества Х1 с молекулами вещества Х2 (член -х1х2). Второе уравнение системы (15.2) описывает спонтанный распад молекул вещества Х2 (член -k2x2) и синтез вещества Х2 из молекул вещества Х1 в результате бимолекулярной реакции (член x12). Система (15.2) приведена в безразмерном виде.
     Рассмотрим случай, когда коэффициент k1 очень мал. Тогда если величины х1 и х2 малы (что позволяет пренебречь в первом приближении квадратичным членом), то х1 изменяется очень медленно. Как видно из первого уравнения системы (15.2), прирост x2 обеспечивается членом x12, а поскольку х1 изменяется очень медленно, можно ожидать, что и прирост x12 за счёт бимолекулярной реакции небольшой. Если коэффициент k2 много больше k1, то величиной можно пренебречь по сравнению с k2х2. Полагая
 
из первого уравнения системы (15.2) получим выражение:
 
В этом случае переменная х2 подчинена переменной х1, а переменная х1 является параметром порядка. Тогда система уравнений (15.2) сводится к уравнению
  (15.3)
имеющему три неподвижные точки:
 
причём третья из них не имеет физического смысла.
     Анализ неподвижных точек показывает, что неподвижная точка уравнения (15.3), соответствующая неподвижной точке исходной двумерной системы (15.2), является репеллером; неподвижная точка уравнения (15. 3), соответствующая неподвижной точке исходной двумерной системы (15.2), является аттрактором. Следовательно, в нелинейной системе (15.2), описывающей каталитический процесс, на практике реализуется стационарное состояние
 
     Таким образом, используя принцип подчинения переменных, мы смогли сделать вывод о результатах решения двумерной системы на основе анализа её одномерного аналога.