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.

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

Науковий журнал "Електроніка та системи управління" дотримується принципів відкритого доступу (Open Access) та забезпечує вільний, негайний і постійний доступ до всіх опублікованих матеріалів без фінансових, технічних або юридичних обмежень для читачів.

Усі статті публікуються у відкритому доступі відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).

Авторські права

Автори, які публікують свої роботи в журналі ""Електроніка та системи управління":

  • зберігають за собою авторські права на свої публікації;

  • надають журналу право на перше опублікування статті;

  • погоджуються на поширення матеріалів за ліцензією CC BY 4.0;

  • мають право повторно використовувати, архівувати та поширювати свої роботи (у тому числі в інституційних та тематичних репозитаріях) за умови посилання на первинну публікацію в журналі.