基于 Aboria 的粒子反应扩散过程模拟
计算工程、金融与科学
2018-05-29 v1 数学软件
定量方法
摘要
生物系统中输运与反应的数学模型传统上以偏微分方程（PDEs）表述，描述群体水平变量的时间演化。近年来，追踪系统中每个个体演化的随机粒子模型已广泛使用。这些模型比基于群体的 PDE 模型提供多得多的细节，例如通过显式建模粒子-粒子相互作用，但也带来许多计算挑战。本文概述 Aboria，一个强大且灵活的 C++ 库，用于实现粒子模型的数值方法。我们用数学生物学中常用模型即细胞趋化性来演示 Aboria 的使用。细胞彼此相互作用并扩散，受细胞外化学物质偏置，而后者可被细胞自身改变。我们采用混合方法，将细胞的粒子模型与描述细胞外化学物质浓度的 PDE 耦合。
引用
@article{arxiv.1805.11007,
title = {Particle-based simulations of reaction-diffusion processes with Aboria},
author = {Maria Bruna and Philip K. Maini and Martin Robinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.11007},
year = {2018}
}