虛擬細胞中化學(xué)反應(yīng)定量計算的方法與算法的研究.pdf

1、虛擬細胞是在計算機上模擬真實細胞的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成、生命活動的動力學(xué)行為和生命現(xiàn)象。虛擬細胞的發(fā)展雖然只有十幾年的歷史，但是它對疾病防治、科學(xué)研究、社會生活等方面的影響已經(jīng)開始顯露。作為虛擬細胞核心部分的化學(xué)反應(yīng)定量計算，其速度與精度直接影響著模擬效果的好壞。
　　本文的前面詳細的討論了虛擬細胞中化學(xué)反應(yīng)定量計算的確定型算法和隨機型算法。傳統(tǒng)的確定型算法是單純地應(yīng)用質(zhì)量作用定律計算化學(xué)反應(yīng)的速度，經(jīng)過我們改進后的確定型算法還可以通過

2、選擇不同參數(shù),用米氏方程、原鹽效應(yīng)方程等適用于特定條件下公式來進行運算，增加了計算的精度。并在反應(yīng)物的數(shù)量不足時，進行了按反應(yīng)速度進行分配的策略，而不是簡單地把反應(yīng)物數(shù)量不足的化學(xué)反應(yīng)通道關(guān)閉。由于隨機型算法對隨機數(shù)產(chǎn)生器有較大的依賴，在論述隨機型算法時介紹了隨機型算法中用到各種隨機數(shù)產(chǎn)生器的實現(xiàn)方法。非精確隨機型算法有其苛刻的適用條件。傳統(tǒng)的非精確隨機型算法在計算τ值時，只給出了τ值的上限。當計算出的τ值較小時，非精確隨機型算法的速度

3、會很慢，甚至出現(xiàn)誤差。本文提出了對非精確算法的改進，給出了非精確隨機算法τ值的下限公式，并對其越下限情況作出了處理。
　　由于確定型算法計算速度快但精度不高且只適用于濃度較高的化學(xué)反應(yīng)的計算，而隨機型算法雖然計算精度高但速度慢，對于一個大型復(fù)雜的系統(tǒng)需要綜合確定型算法和隨機型算法來分別發(fā)揮他們的優(yōu)勢。混合型算法正是在這樣的思路下被提出的。但是由于隨著化學(xué)反應(yīng)的進行，系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生改變使靜態(tài)分組混合型算法最初對化學(xué)反應(yīng)通道的分組不能適