Получение ОДУ из реакций

Для симуляции модели, SimBiology® выводит обыкновенные дифференциальные уравнения (ОДУ) из реакций модели с использованием принципов баланса масс. Левая сторона (LHS) каждой ОДУ является производной по времени от количества модели, а правая сторона (RHS) определяется с помощью реакционных потоков, которые получают из скоростей реакции и правил скорости. Другими словами, SimBiology представляет систему ОДУ как:

x˙=Sv

x˙ является M -by- 1 вектор, содержащий скорости изменения для величин модели, S является M -by- R стехиометрической матрицей, v является R -by- 1 вектор потока. M равен общему числу видов, и R равен общему количеству реакций в модели

Во время преобразования реакций модели в ОДУ SimBiology проводит размерный анализ, чтобы убедиться, что каждый поток реакции имеет размерность substance/time такие как amount/time или mass/time. Если скорость реакции имеет размерность concentration/timeзатем SimBiology умножает его на объем отделения, чтобы получить поток реакции. Если скорость реакции имеет размерность substance/time, тогда поток идентичен скорости и никакая коррекция объема не выполняется. Если нет модулей, заданных в модели, размерность по умолчанию для вида (DefaultSpeciesDimension) concentration, и это для потока substance/time. В таких случаях ОДУ является потоком, разделенным на объем отсека, чтобы сделать размерность LHS и RHS допустимым. Для получения иллюстрации см. следующий рисунок.

Предположим, есть реакция x —> y, со скоростью реакции R1. Следующий рисунок объясняет размерный анализ, выполненный SimBiology, чтобы сделать размерности LHS и RHS ОДУ согласованными.

См. также

Похожие темы