کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
973676 1480124 2016 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Modeling transport through an environment crowded by a mixture of obstacles of different shapes and sizes
ترجمه فارسی عنوان
حمل و نقل مدل سازی را از طریق محیطی پر از مخلوطی از موانع اشکال و اندازه های مختلف
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
بسیاری از محیط های بیولوژیکی توسط ماکرومولکول ها، اندام ها و سلول ها شلوغ می شود که می تواند حمل و نقل سایر سلول ها و مولکول ها را مختل کند. مطالعات قبلی به دنبال توصیف این اثرات با استفاده از مدل های تصادفی راه رفتن یا معادلات دیفرانسیلی خنثی شده است. در اینجا ما حمل و نقل از هر یک عامل واحد و یک جمعیت از عوامل را از طریق یک محیط حاوی موانع اندازه و شکل متفاوت، که تراکم نسبی از یک توزیع مشخص شده کشیده است. نتایج شبیه سازی ما برای یک عامل واحد نشان می دهد که موانع کوچکتر در کاهش حمل و نقل موثرتر از موانع بزرگتر هستند. این یافته ها با شبیه سازی های ما در مورد حرکت جمعی جمعیت عامل ها سازگار است. در تلاش برای کشف اینکه آیا این شبیه سازی های تصادفی تصادفی تصادفی را می توان با استفاده از یک چارچوب معادلات دیفرانسیلی مرتب سازی کرد، راه حل چنین معادلی دیفرانسیل را به اطلاعات تراکم عامل میانگین ما کالیبره می کنیم. رویکرد ما نشان می دهد که این نوع از معادلات دیفرانسیل معمول معمولا استفاده می شود با مراقبت از آنجایی که ما قادر به مطابقت با راه حل یک معادله نفوذ سفارش قطعی به داده های ما در یک حالت سازگار در یک دوره زمانی محدود است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه ریاضیات فیزیک ریاضی
چکیده انگلیسی
Many biological environments are crowded by macromolecules, organelles and cells which can impede the transport of other cells and molecules. Previous studies have sought to describe these effects using either random walk models or fractional order diffusion equations. Here we examine the transport of both a single agent and a population of agents through an environment containing obstacles of varying size and shape, whose relative densities are drawn from a specified distribution. Our simulation results for a single agent indicate that smaller obstacles are more effective at retarding transport than larger obstacles; these findings are consistent with our simulations of the collective motion of populations of agents. In an attempt to explore whether these kinds of stochastic random walk simulations can be described using a fractional order diffusion equation framework, we calibrate the solution of such a differential equation to our averaged agent density information. Our approach suggests that these kinds of commonly used differential equation models ought to be used with care since we are unable to match the solution of a fractional order diffusion equation to our data in a consistent fashion over a finite time period.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Physica A: Statistical Mechanics and its Applications - Volume 449, 1 May 2016, Pages 74-84
نویسندگان
, , , ,