کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6929186 1449358 2018 15 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Mixed analytical-stochastic simulation method for the recovery of a Brownian gradient source from probability fluxes to small windows
ترجمه فارسی عنوان
روش شبیه سازی تحلیلی-تصادفی ترکیبی برای بازیابی یک منبع گرادیان براونیا از جریان احتمالی به پنجره های کوچک
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
آیا می توان موقعیت منبع را از جریان های حالت پایدار ذرات برونیا به پنجره های کوچک جذب در مرز یک دامنه به دست آورد؟ برای پاسخ به این سوال، ما یک روش عددی برای جلوگیری از ردیابی مسیرهای براونیم در فضای نامحدود ایجاد می کنیم. در عوض ما ذرات نزدیک پنجره های جذب را تولید می کنیم، که از بیان تحلیلی احتمال خروج محاسبه می شود. هنگامی که ذرات براونی توسط یک شیب حالت پایدار در یک نقطه تولید، ما محاسبه مجانبی شار به سوراخ نفوذ کوچک توزیع شده در مرز نیم فضا و بر روی یک دیسک در دو بعد، که با شبیه سازی تصادفی است. ما همچنین یک عبارت برای احتمال تقسیم بین پنجره های کوچک با استفاده از روش همبستگی به دست می آوریم. در نهایت، هنگامی که بیش از دو پنجره کوچک جذب وجود دارد، ما نشان می دهیم که چگونه موقعیت منبع را از جریان های انتشار بازسازی می کنیم. رویکرد حاضر یک اصل اول محاسباتی را برای مکانیسم حس گرادیان ذرات پخش شده، یک مسئله ی همه جانبه در زیست شناسی سلولی فراهم می کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
پیش نمایش مقاله
روش شبیه سازی تحلیلی-تصادفی ترکیبی برای بازیابی یک منبع گرادیان براونیا از جریان احتمالی به پنجره های کوچک
چکیده انگلیسی
Is it possible to recover the position of a source from the steady-state fluxes of Brownian particles to small absorbing windows located on the boundary of a domain? To address this question, we develop a numerical procedure to avoid tracking Brownian trajectories in the entire infinite space. Instead, we generate particles near the absorbing windows, computed from the analytical expression of the exit probability. When the Brownian particles are generated by a steady-state gradient at a single point, we compute asymptotically the fluxes to small absorbing holes distributed on the boundary of half-space and on a disk in two dimensions, which agree with stochastic simulations. We also derive an expression for the splitting probability between small windows using the matched asymptotic method. Finally, when there are more than two small absorbing windows, we show how to reconstruct the position of the source from the diffusion fluxes. The present approach provides a computational first principle for the mechanism of sensing a gradient of diffusing particles, a ubiquitous problem in cell biology.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 355, 15 February 2018, Pages 22-36
نویسندگان
, ,