生物细胞细胞质中有效扩散率的解析与数值逼近

当必须考虑空间分布时，哺乳动物细胞代谢的模拟成为一个严峻的问题。尤其是细胞质具有非常复杂的几何结构，标准离散化技术无法处理。在本文中，我们提出了一种用于计算有效扩散常数的均匀化技术。这是通过使用两步策略实现的。第一步包括从最小尺度到中间尺度的解析均匀化。通过将解析扩散常数与使用真实细胞几何结构获得的数值估计进行比较，来估计均匀化误差。第二步包括随机均匀化。由于该均匀化问题没有已知的解析解，因此提出了一种数值逼近算法。尽管该算法相当昂贵，但它提供了均匀化扩散常数的合理估计。