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##

Номер

Том 4 № 54 (2017)

Розділ

МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ТА СИСТЕМ

Ліцензія

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.

Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.

Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).