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动力学趋化模型的蒙特卡洛模拟:在行进群波中的应用

生物物理 2017-01-10 v3 细胞行为

摘要

基于动力学模型开发了一种趋化细菌的蒙特卡洛模拟,并将其应用于微通道中的一维行进群波。在该模拟中,计算细菌游动和翻滚运动的蒙特卡洛方法与计算环境中化学信号宏观输运的有限体积法相结合。该模拟方法成功复现了实验观察到的细菌行进群波,并揭示了细菌微观动力学与化学信号及细菌种群密度宏观输运之间的耦合。还将蒙特卡洛方法获得的结果与连续极限下从动力学趋化方程导出的渐近解进行了比较,其中克努森数(定义为细菌平均自由程与系统特征长度之比)趋于零。数值验证了蒙特卡洛方法在小克努森数渐近行为中的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.1503.08099,
  title  = {A Monte Carlo simulation for kinetic chemotaxis models: an application to the traveling population wave},
  author = {Shugo Yasuda},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1503.08099},
  year   = {2017}
}