Моделювання вихорів у рідині за допомогою клітинних автоматів

Автор(и)

  • E. A. Nastenko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Київ
  • A. V. Radahuz Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Київ

DOI:

https://doi.org/10.18372/1990-5548.54.12337

Ключові слова:

Клітинний автомат, гексагональна сітка, дискретна модель, молекулярна динаміка, рівняння Нав’є–Стокса

Анотація

Розроблено метод побудови великомасштабних електрофізіологічних моделей з використанням розширених клітинних автоматів і для запуску таких моделей на кластері поділюваних систем пам’яті. Запропоновано метод, включаючи розширення мовного клітинного автомата для реалізації кількісних обчислень, побудови моделі щирого серця з даними Visible Human Project, розпаралелювання моделі на кластері комп’ютерів із загальною і алгоритм моделювання, який пов’язує активність клітин з електрокардіограмою. Показано, що електричні активності на рівні каналів, клітин і органів можна простежити в розширеній системі клітинних автоматів. Наведені приклади деяких сигналів електрокардіограм, які імітуються двовимірним зрізом. Дано оцінку продуктивності тривимірної моделі на чотириланковому кластері.

Біографії авторів

E. A. Nastenko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Київ

Завідувач кафедри біомедичної кібернетики.

Доктор біологічних наук. Професор

 

A. V. Radahuz, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Київ

Аспірант

 

Посилання

A. Gunstensen and D. Rothman, “Lattice Boltzmann model of immiscible fluids,” Physical Review, vol. 43, pp. 4320–4327, 1991.

U. Frisch, B. Hasslacher, and Y. Pomeau. “Lattice gas automata for the Navier–Stokes equation,” Physical Review, pp. 1505–1508, 1986.

S. Wolfram, “Cellular automata as models of complexity,” International weekly journal of science, pp. 471–526, 1984.

C. Boldea, “A Particle Cellular Automata Model for Fluid Simulations,” Math. Comp. Sci. Ser., vol. 36(2), pp. 35–41, 2009.

C. Hongsheng, Z. Zhong, C. Zhiwei, and T. Xiaotao, “A Lattice Gas Automata Model for the Coupled Heat Transfer and Chemical Reaction of Gas Flow Around and Through a Porous Circular Cylinder,” Entrophy, pp. 297–315, 2016.

S. Chen and Z. Wang, "Lattice Boltzmann computational fluid dynamics in three-dimensions," J. Stat. Phys, vol. 68, pp. 379–400, 1992.

S. Chen and W. Matthaeus, “Recovery of the Navier–Stokes equations using a lattice-gas Boltzmann method,” Physical Review A, 45(8), pp. 5339–5342, 1992.

##submission.downloads##

Як цитувати

Nastenko, E. A., & Radahuz, A. V. (2017). Моделювання вихорів у рідині за допомогою клітинних автоматів. Електроніка та системи управління, 4(54), 113–117. https://doi.org/10.18372/1990-5548.54.12337

Номер

Том 4 № 54 (2017)

Розділ

МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ТА СИСТЕМ

Ліцензія

Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

Автори зберігають авторські права та надають журналу право першої публікації роботи, одночасно ліцензованої за ліцензією Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати роботу з посиланням на авторство роботи та її першу публікацію в цьому журналі.

Автори можуть укладати окремі додаткові договірні угоди щодо неексклюзивного розповсюдження опублікованої в журналі версії роботи (наприклад, розміщувати її в інституційному репозиторії або публікувати в книзі) з посиланням на її першу публікацію в цьому журналі.

Авторам дозволяється та заохочується розміщувати свої роботи онлайн (наприклад, в інституційних репозиторіях або на своєму вебсайті) до та під час процесу подання, оскільки це може призвести до продуктивного обміну, а також до більш раннього та більшого цитування опублікованих робіт (див. Вплив відкритого доступу).