Cybernetics And Systems Analysis logo
Информация редакции Аннотации статей Авторы Содержание
КИБЕРНЕТИКА И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ
Международний научно-теоретический журнал
УДК 532.516
В.В. Акименко, Ю.В. Загородний

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ СТРУКТУРИРОВАННОЙ ПО ВОЗРАСТУ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ КЛЕТОК НА ПАРАМЕТРИЗИРОВАННОМ МНОЖЕСТВЕ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ

Аннотация. С помощью аналитического подхода и численного моделирования исследуется динамика популяции биологических клеток на основе структурированной по возрасту полициклической модели. Начально-краевая задача для уравнения переноса сводится к интегральному уравнению Вольтерры второго рода, которое решается с помощью резольвенты (представленной в виде бесконечного ряда). Для начально-краевой задачи для уравнения переноса разработана явная двухслойная разностная схема со вторым порядком аппроксимации по времени и первым порядком по возрасту, с явной рекурсивной формулой для предельного интегрального условия. Основные биологические параметры системы рассмотрены на множестве параметризованных алгебраических функций с компактной областью определения. Проблема идентификации параметров системы решена для приближенных аналитических решений задачи для фракционной клеточной биомассы хмеля, наблюдавшихся в течение трех лет. Поскольку максимальная относительная погрешность отклонения модельной функции от экспериментальных данных составила менее 11 %, можно сделать вывод, что структурированная по возрасту полициклическая модель популяции достаточно эффективна для решения прикладных задач в биологических системах.

Ключевые слова: структурированная по возрасту модель, популяция, эволюционная динамика, уравнение переноса, нелокальные граничные условия, аналитическое решение, численное моделирование, идентификация параметров.



ПОЛНЫЙ ТЕКСТ

Акименко Виталий Владимирович, доктор техн. наук, профессор Киевского национального университета имени Тараса Шевченко,
e-mail: akvv@unicyb.kiev.ua.

Загородний Юрий Витальевич, кандидат техн. наук, доцент Киевского национального университета имени Тараса Шевченко,
e-mail: yuzagor@ukr.net.

© 2017 Kibernetika.org. All rights reserved.