Часто просматриваемые статьи

561. Ильин О.В.
     Моделирование одномерных нелинейных пульсовых волн в эластичных сосудах на основе решеточных уравнений Больцмана
     Компьютерные исследования и моделирование, 2019, т. 11, № 4, с. 707-722

     В работе рассмотрено приложение методов кинетической теории к задачам гемодинамики. Для моделирования выбраны решеточные уравнения Больцмана. Данные модели описывают дискретизированную по пространственной и временной координате динамику движения частиц на одномерной решетке. Хорошо известно, что в пределе малых длин свободного пробега решеточные уравнения Больцмана описывают уравнения гидродинамики. Если течение достаточно медленное (мало число Маха), то данные уравнения гидродинамики переходят в уравнения Навье – Стокса для сжимаемого газа. Если в получающихся гидродинамических уравнениях переменные, отвечающие плотности и скорости звука, считать площадью поперечного сечения сосуда и скоростью распространения пульсовой волны давления, то выводятся хорошо известные в биомеханике нелинейные уравнения распространения несжимаемой вязкой жидкости (крови) в эластичном сосуде для частного случая постоянной пульсовой скорости.

     В общем случае скорость распространения пульсовой волны зависит от площади просвета сосуда. Следует отметить интересную аналогию: уравнение состояния решеточного газа в новых переменных становится законом, связывающим давление и площадь поперечного сечения сосуда. Таким образом, в общем случае требуется модифицировать уравнение состояния для решеточного уравнения Больцмана. Данная процедура хорошо известна в теории неидеального газа и многофазных течений и эквивалентна введению в уравнения виртуальной силы. Получающиеся уравнения могут использоваться для моделирования любых законов, связывающих скорость пульсовой волны и площадь просвета сосуда.

     В качестве тестовых задач рассмотрено распространение уединенной нелинейной пульсовой волны в сосуде с упругими свойствами, описываемыми законом Лапласа. Во второй задаче рассмотрено распространение пульсовых волн для бифуркации сосудов. Показано, что результаты расчетов хорошо совпадают с данными из предыдущих исследований.

     Ключевые слова: гемодинамика, метод решеточных уравнений Больцмана, эластичные сосуды.
     Просмотров за год: 2.
562. Минкевич И.Г.
     Оценка максимальных значений выхода биомассы, основанная на материально-энергетическом балансе метаболизма клеток
     Компьютерные исследования и моделирование, 2019, т. 11, № 4, с. 723-750

     Выход биомассы — отношение вновь синтезированного вещества растущих клеток к количеству потребленного субстрата — источника вещества и энергии для роста клеток. Выход является характеристикой эффективности конверсии субстрата в биомассу. Эта конверсия выполняется метаболизмом, который является полным множеством биохимических реакций, происходящих в клетках.

     В этой работе заново рассмотрена проблема предсказания максимального выхода роста живых клеток, основанная на балансе всего метаболизма клеток и его фрагментов, названных парциальными обменами (ПО). Для рассмотрения задачи использованы следующие ПО. При росте на любом субстрате мы рассматриваем стандартный конструктивный обмен (СКО), который состоит из одинаковых метаболических путей при росте различных организмов на любом субстрате. СКО начинается с нескольких стандартных соединений (узловых метаболитов): глюкоза, ацетил-КоА, $\alpha$-кетоглутарат, эритрозо-4-фосфат, оксалоацетат, рибозо-5-фосфат, 3-фосфоглицерат, фосфоенолпируват, пируват. Также рассматриваем передний метаболизм (ПМ) — остальная часть полного метаболизма. Первый ПО потребляет макроэргические связи (МЭС), образованные вторым ПО. В данной работе мы рассматриваем обобщенный вариант ПМ, когда учтены возможное наличие внеклеточных продуктов метаболизма и возможность как аэробного, так и анаэробного роста. Вместо отдельных балансов образования каждого узлового метаболита, как это было сделано в нашей предыдущей работе, данная работа имеет дело сразу со всем множеством этих метаболитов. Это делает решение задачи более компактным и требующим меньшего числа биохимических величин и значительно меньшего вычислительного времени. Выведено уравнение, выражающее максимальный выход биомассы через удельные количества МЭС, образованных и потребленных парциальными обменами. Оно содержит удельное потребление МЭС стандартным конструктивным обменом, которое является универсальным биохимическим параметром, применимым к широкому диапазону организмов и субстратов роста. Чтобы корректно определить этот параметр, полный конструктивный обмен и его передняя часть рассмотрены для роста клеток на глюкозе как наиболее изученном субстрате. Здесь мы использовали открытые ранее свойства элементного состава липидной и безлипидной частей биомассы. Было сделано численное исследование влияния вариаций соотношений между потоками через различные узловые метаболиты. Оно показало, что потребности СКО в макроэргических связях и NAD(P)H практически являются константами. Найденный коэффициент «МЭС/образованная биомасса» является эффективным средством для нахождения оценок максимального выхода биомассы из субстратов, для которых известен их первичный метаболизм. Вычисление отношения «АТФ/субстрат», необходимого для оценки выхода биомассы, сделано с помощью специального пакета компьютерных программ GenMetPath.

     Ключевые слова: выход биомассы, метаболизм клеток, конструктивный обмен, узловые метаболиты, макроэргические связи, переносчики восстановленности, материально-энергетический баланс.
     Просмотров за год: 2.
563. Забурдаева Е.А.
     Градуировка индексов разнообразия и поиск экологически допустимых уровней абиотических факторов (на примере водных объектов р. Дон)
     Компьютерные исследования и моделирование, 2009, т. 1, № 2, с. 199-207

     По данным многолетнего (с 1978 по 1988 г.) гидробиологического мониторинга водных объектов бассейна реки Дон проведен расчет параметров ранговых распределений и индексов доминирования численностей видов фитопланктона. Рассчитаны границы исследуемых характеристик, соответствующие границам благополучия - неблагополучия состояния фитопланктонных сообществ. Найдены экологически допустимые уровни для основных абиотических факторов. Выяснен вклад каждого из анализируемых факторов в степень экологического неблагополучия.

     Ключевые слова: фитопланктон, экологический мониторинг, ЭДУ.
     Просмотров за год: 1.
564. Елизарова Т.Г., Жериков А.В., Калачинская И.С.
     Численное решение квазигидродинамических уравнений на неструктурированных треугольных сетках
     Компьютерные исследования и моделирование, 2009, т. 1, № 2, с. 181-188

     Предложен метод численного решения квазигидродинамических уравнений на неструктурированных треугольных сетках. В качестве сетки была использована триангуляция Делоне. Система уравнений аппроксимировалась с помощью метода конечных объемов. Граница области аппроксимировалась прямоугольными треугольниками. На основе данного алгоритма была разработана программа и проведена серия тестов, результаты которых показали, что данный алгоритм дает результаты, которые хорошо совпадают с результатами расчетов, выполненных на регулярных сетках.

     Ключевые слова: квазигидродинамические уравнения, триангуляция Делоне, метод конечных объемов.
     Просмотров за год: 1.
565. Корчак А.Б., Евдокимов А.В.
     Система интеграции гетерогенных моделей и ее применение к расчету слабосвязанных систем дифференциальных уравнений
     Компьютерные исследования и моделирование, 2009, т. 1, № 2, с. 127-136

     Разрабатывается программная система интеграции динамических моделей, неоднородных по своим математическим свойствам и/или по требованиям к шагу по времени. Предлагается семейство алгоритмов параллельного расчета гетерогенных моделей с разными шагами по времени. Применительно к слабосвязанным системам обыкновенных дифференциальных уравнений исследуется погрешность таких алгоритмов и их преимущество в затратах времени по сравнению с точными методами решения.

     Ключевые слова: гетерогенные модели, решение дифференциальных уравнений, параллельный расчет.
     Просмотров за год: 1.
566. Браже А.Р., Браже Н.А., Сосновцева О.В., Павлов А.Н., Мозекильде Э., Максимов Г.В.
     Исследование клеточной динамики с помощью интерференционной микроскопии с применением вейвлет-анализа
     Компьютерные исследования и моделирование, 2009, т. 1, № 1, с. 77-83

     Методом лазерной интерференционной микроскопии исследовали внутриклеточную динамику эритроцитов, нейронов и тучных клеток. Показано, что существуют регулярные изменения оптических свойств клеток, отражающие кооперативные процессы в примембранной и центральной областях клеток. Показано, что характерные частоты изменений показателя преломления могут служить маркерами специфических клеточных процессов.

     Ключевые слова: лазерная интерференционная микроскопия, вейвлет-анализ.
     Просмотров за год: 1. Цитирований: 5 (РИНЦ).
567. Коганов А.В.
     Представление групп автоморфизмами нормальных топологических пространств
     Компьютерные исследования и моделирование, 2009, т. 1, № 3, с. 243-249

     Доказывается, что произвольная алгебраическая группа алгебраически изоморфна полной группе автоморфизмов некоторого топологического пространства (автобиекций, сохраняющих открытые множества) с нормальным типом отделимости (Т₄ + Т₁). Кроме того, любое непрерывное действие группы на нормальном топологическом пространстве может быть получено как действие полной группы автоморфизмов нормального топологического пространства на его подпространстве.

     Ключевые слова: теория групп, автоморфизмы, топологические пространства.
     Просмотров за год: 1.
568. Карговский А.В.
     Ангармонические колебательные резонансы в малых водных ассоциатах
     Компьютерные исследования и моделирование, 2009, т. 1, № 3, с. 321-336

     Выполнен численный расчет структур и колебательных спектров малых структурных фрагментов воды на основе решения молекулярного уравнения Шредингера в рамках теории функционала плотности с гибридными функционалами B3LYP, X3LYP. Обсуждаются спектральные особенности и эволюция свойств водородных связей в кластерах с увеличением размера. Определены характеристики колебательно-вращательных гамильтонианов и ангармонические резонансы Ферми и Дарлинга-Деннисона в малых водных ассоциатах. Полученные результаты могут быть использованы для расчетов воды и процессов в активных центрах ферментов, протекающих при участии молекул воды, комбинированными методами квантовой химии и молекулярной динамики.

     Ключевые слова: колебательные спектры, водородные связи, водные ассоциаты.
     Просмотров за год: 1. Цитирований: 4 (РИНЦ).
569. Коганов А.В.
     Возникновение противоречий в теории множеств Цермело–Френкеля при расширении базового языка рекурсивными функциями
     Компьютерные исследования и моделирование, 2009, т. 1, № 4, с. 367-380

     Показано, что если в аксиоматике Цермело–Френкеля использовать расширение базового языка, которое допускает в формулах отношения на значениях рекурсивных функций от натурального аргумента, то в теории множеств возникают противоречивые конструкции на уровне арифметики.

     Ключевые слова: теория Цермело–Френкеля, рекурсивные функции, теория множеств.
     Просмотров за год: 1. Цитирований: 2 (РИНЦ).
570. Хораськина Ю.С., Комаров А.С., Безрукова М.Г., Жиянски М.К.
     Моделирование динамики кальция в органических горизонтах почвы
     Компьютерные исследования и моделирование, 2010, т. 2, № 1, с. 103-110

     В данной работе представлены результаты моделирования круговорота кальция в лесных экосистемах. Кальций является одним из основных элементов минерального питания растений, регулирующим разные метаболические процессы. Его недостаток вызывает нарушения роста тканей растений. Увеличение дефицита кальция в лесных экосистемах появляется вследствие усиления кислотной нагрузки или отчуждения биомассы при вырубках. Модель представляет собой описание круговорота на основе потока вещества между пулами, включая подробное описание почвенной части круговорота – трансформация и минерализация подстилки и др. Для калибровки модели использовались экспериментальные данные по еловым лесам Болгарии.

     Ключевые слова: круговорот кальция, математическое моделирование экосистем, вторичные минералы.
     Просмотров за год: 1.

• Общая информация
• Политика открытого доступа
• Публикационная этика
• Редакционная коллегия
• Авторский указатель
• Для авторов
• Для рецензентов
• Контакты
• Часто просматриваемые статьи
• Наиболее цитируемые статьи
• Подача статей ONLINE