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幂律动力学系统的基本分解与多稳态

动力系统 2020-02-19 v2

摘要

化学反应网络的基本分解(亦称其“F\mathscr{F}-分解”)是由其反应集划分为 Ji 与 Feinberg 于 2011 年引入的“基本类”所生成的子网络集合,作为他们质量作用系统“高阶亏缺算法”的基础。本文第一部分研究 F\mathscr{F}-分解的性质,特别是其独立性(即网络的化学计量子空间是各子网络化学计量子空间的直接和)与关联独立性(即网络的关联映射像是各子网络关联映射像的直接和)。我们导出这些性质的充要条件,并辨识出 F\mathscr{F}-分解与其他已知分解重合的网络类。论文第二部分应用上述结果改进幂律动力学系统多稳态算法(MSA)——我们在先前工作中引入的一种通用计算方法。我们表明,对于具有非反应物决定相互作用但具有独立 F\mathscr{F}-分解的系统,在原 MSA 中所需的转换为具有反应物决定相互作用的动力学等价系统并非必要。我们以 Fortun 等人近期分析的 Schmitz 碳循环模型子网络为例说明了这一改进。

关键词

引用

@article{arxiv.1908.04593,
  title  = {Fundamental Decompositions and Multistationarity of Power-Law Kinetic Systems},
  author = {Bryan S. Hernandez and Eduardo R. Mendoza and Aurelio A. de los Reyes},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1908.04593},
  year   = {2020}
}