Рассмотрена обратная задача идентификации граничного режима двумерного параболического уравнения диффузии-конвекции, а именно определения удельного потока метана из почвы по измерениям его концентрации в приземном слое атмосферы. Актуальность такой постановки связана с отсутствием сравнительно дешёвых и качественных методов для репрезентативной оценки удельного потока метана из его источников, характеризующихся существенной пространственной и временной неоднородностью эмиссии. В качестве такого источника были выбраны разные по своим характеристикам полигоны захоронения твёрдых бытовых отходов. Предлагаемый метод на основе сопряжённых уравнений является развитием уже существовавшего с обобщением для более близкой к реальным условиям нестационарной задачи с переменным по времени верхним граничным условием. Применение сопряжённых уравнений позволяет избежать необходимости решать вариационную задачу и вычислить значение удельного потока, решая прямую сопряжённую к исходной задачу. Полученные с помощью такого метода удельные потоки сравниваются с вычисленными с помощью альтернативного алгоритма – обратного лагранжева моделирования, надёжность и точность которого хорошо изучены. Результаты сравнения величин удельных потоков говорят о том, что предлагаемый в данной работе метод даёт реалистичные результаты и сравнительно надёжен в неидеальных для применения условиях.
{"title":"Measuring methane flux from the soil by inverse modelling using adjoint equations","authors":"A. Sabrekov, M. Glagolev, I. Terentieva","doi":"10.17537/ICMBB18.85","DOIUrl":"https://doi.org/10.17537/ICMBB18.85","url":null,"abstract":"Рассмотрена обратная задача идентификации граничного режима двумерного параболического уравнения диффузии-конвекции, а именно определения удельного потока метана из почвы по измерениям его концентрации в приземном слое атмосферы. Актуальность такой постановки связана с отсутствием сравнительно дешёвых и качественных методов для репрезентативной оценки удельного потока метана из его источников, характеризующихся существенной пространственной и временной неоднородностью эмиссии. В качестве такого источника были выбраны разные по своим характеристикам полигоны захоронения твёрдых бытовых отходов. Предлагаемый метод на основе сопряжённых уравнений является развитием уже существовавшего с обобщением для более близкой к реальным условиям нестационарной задачи с переменным по времени верхним граничным условием. Применение сопряжённых уравнений позволяет избежать необходимости решать вариационную задачу и вычислить значение удельного потока, решая прямую сопряжённую к исходной задачу. Полученные с помощью такого метода удельные потоки сравниваются с вычисленными с помощью альтернативного алгоритма – обратного лагранжева моделирования, надёжность и точность которого хорошо изучены. Результаты сравнения величин удельных потоков говорят о том, что предлагаемый в данной работе метод даёт реалистичные результаты и сравнительно надёжен в неидеальных для применения условиях.","PeriodicalId":168323,"journal":{"name":"Proceedings of the International Conference \"Mathematical Biology and Bioinformatics\"","volume":"26 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-11-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"131832104","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"One Genotype -> Two Phenotypes: “Neutrally Coupled Coevolution”and the Origin of “Persister Cells”","authors":"V. Likhoshvai, T. Khlebodarova","doi":"10.17537/ICMBB18.5","DOIUrl":"https://doi.org/10.17537/ICMBB18.5","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":168323,"journal":{"name":"Proceedings of the International Conference \"Mathematical Biology and Bioinformatics\"","volume":"19 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-11-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"125198680","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
This article presents a method of extracting repeating sequences belonging to an ε-tube for a given ε from the impulse signals generated by heart of man. The method was developed by the authors in 1970s and enables us to identify repeating pieces, words (or patterns or matrices), in the rows of RRintervals of electrocardiograms. There are 15 types of Poincare plot of the heart rhythm, constructed at the same time, using 342 sequences of RR intervals of 309 patients. Using night data (at rest) of the 24 hour records of RR-intervals 216 patients are installed repeatability of these15 types of Poincaré plot. The authors also identified 15 types of Poincare plot for the heart rate, the analysis of which allowed authors to see geometric figures that look like letters and other symbols used in written language, as well as parts of circles or ellipses. For one of these 15 types of Poincaré plot rhythm of the heart, which was found in 29 patients, a high one was detected up to hundred times, the frequency of triads and quadruples of RR-intervals.
{"title":"Linguistic Analysis of Human Heart Rate and 15 Types of its Poincaré Plots","authors":"A. Cherkay, Y. Vlasov","doi":"10.17537/ICMBB18.29","DOIUrl":"https://doi.org/10.17537/ICMBB18.29","url":null,"abstract":"This article presents a method of extracting repeating sequences belonging to an ε-tube for a given ε from the impulse signals generated by heart of man. The method was developed by the authors in 1970s and enables us to identify repeating pieces, words (or patterns or matrices), in the rows of RRintervals of electrocardiograms. There are 15 types of Poincare plot of the heart rhythm, constructed at the same time, using 342 sequences of RR intervals of 309 patients. Using night data (at rest) of the 24 hour records of RR-intervals 216 patients are installed repeatability of these15 types of Poincaré plot. The authors also identified 15 types of Poincare plot for the heart rate, the analysis of which allowed authors to see geometric figures that look like letters and other symbols used in written language, as well as parts of circles or ellipses. For one of these 15 types of Poincaré plot rhythm of the heart, which was found in 29 patients, a high one was detected up to hundred times, the frequency of triads and quadruples of RR-intervals.","PeriodicalId":168323,"journal":{"name":"Proceedings of the International Conference \"Mathematical Biology and Bioinformatics\"","volume":"15 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-11-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"116842087","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Modeling the metabolic overrestoration mechanism during the neuronal activity","authors":"A. R. Krylov","doi":"10.17537/ICMBB18.78","DOIUrl":"https://doi.org/10.17537/ICMBB18.78","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":168323,"journal":{"name":"Proceedings of the International Conference \"Mathematical Biology and Bioinformatics\"","volume":"36 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-11-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"127502690","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
E. Paramonova, L. Avakyan, J. Coutinho, V. Bystrov
{"title":"Density functional study of magnetic substitutions in hydroxyapatite","authors":"E. Paramonova, L. Avakyan, J. Coutinho, V. Bystrov","doi":"10.17537/ICMBB18.83","DOIUrl":"https://doi.org/10.17537/ICMBB18.83","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":168323,"journal":{"name":"Proceedings of the International Conference \"Mathematical Biology and Bioinformatics\"","volume":"9 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-11-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"132046908","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
На основе модели Холстейна в полуклассическом приближении численно исследуется динамика заряда в цепочках "донор–мостик–акцептор". Температурные флуктуации имитируются ланжевеновским членом в уравнениях движения. При моделировании часть параметров выбрана соответствующими следующим фрагментам ДНК: GTGGG, GATGGG, GATTGGG, GATATGGG, GAСATGGG, GATGTGGG и GAGATGGG. Роль донора играет гуанин G, акцептор – триплет гуанинов GGG, а мостик состоит из аденин-тиминовых пар. Ранее было показано, что средние величины в термодинамически равновесном состоянии (ТДР) зависят не от самих значений параметров, а от их соотношений. В данной работе при проведении расчетов мы взяли модельные значения параметров, ускоряющие выход системы к ТДР, в предположении, что процессы выхода к ТДР из одинакового начального состояния будут качественно сходны. Проведены расчеты времени выхода из состояния «заряд в начальный момент возникает на доноре» к термодинамическому равновесию для этих цепочек. Сделана оценка скорости переноса заряда. Результаты моделирования сопоставлены с данными биофизических экспериментов по переносу дырки в таких последовательностях ДНК.
{"title":"Modeling of charge transfer in heterogeneous oligonucleotides at a biologically significant temperature","authors":"N. S. Fialko, V. Lakhno","doi":"10.17537/ICMBB18.64","DOIUrl":"https://doi.org/10.17537/ICMBB18.64","url":null,"abstract":"На основе модели Холстейна в полуклассическом приближении численно исследуется динамика заряда в цепочках \"донор–мостик–акцептор\". Температурные флуктуации имитируются ланжевеновским членом в уравнениях движения. При моделировании часть параметров выбрана соответствующими следующим фрагментам ДНК: GTGGG, GATGGG, GATTGGG, GATATGGG, GAСATGGG, GATGTGGG и GAGATGGG. Роль донора играет гуанин G, акцептор – триплет гуанинов GGG, а мостик состоит из аденин-тиминовых пар. Ранее было показано, что средние величины в термодинамически равновесном состоянии (ТДР) зависят не от самих значений параметров, а от их соотношений. В данной работе при проведении расчетов мы взяли модельные значения параметров, ускоряющие выход системы к ТДР, в предположении, что процессы выхода к ТДР из одинакового начального состояния будут качественно сходны. Проведены расчеты времени выхода из состояния «заряд в начальный момент возникает на доноре» к термодинамическому равновесию для этих цепочек. Сделана оценка скорости переноса заряда. Результаты моделирования сопоставлены с данными биофизических экспериментов по переносу дырки в таких последовательностях ДНК.","PeriodicalId":168323,"journal":{"name":"Proceedings of the International Conference \"Mathematical Biology and Bioinformatics\"","volume":"8 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-11-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"128791549","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Проведено численное моделирование стационарных и нестационарных режимов движения заряда в холстейновской молекулярной цепочке впостоянном электрическом поле. Моделирование движения заряда в электрическом поле проводилось для однородных G/C цепочек с различными значениями параметров. Показано, что можно выбрать такие параметры цепочки, при которых существует возможность равномерного движения заряда в постоянном электрическом поле на очень большие расстояния, на сотни тысяч сайтов. Движение заряда с постоянной скоростью возможно для небольших значений напряженности электрического поля. С увеличением значения напряженности электрического поля заряд переходит в колебательный режим движения с блоховскими осцилляциями. Максимальная величина напряжённости электрического поля, при которой возможно равномерное движение заряда в цепочке, зависит от заданных параметров цепочки. Проведённые расчёты показали, что в рассматриваемой системе могут реализоваться сложные динамические режимы, зависящие от выбранных параметров системы. Также показано, что характер движения заряда в цепочке сильно зависит от начального распределения заряда в цепочке.
{"title":"Various regimes of charge transfer in a Holstein chain in a constant electric field depending on its intensity and the initial charge distribution","authors":"A. N. Korshunova, V. Lakhno","doi":"10.17537/ICMBB18.89","DOIUrl":"https://doi.org/10.17537/ICMBB18.89","url":null,"abstract":"Проведено численное моделирование стационарных и нестационарных режимов движения заряда в холстейновской молекулярной цепочке впостоянном электрическом поле. Моделирование движения заряда в электрическом поле проводилось для однородных G/C цепочек с различными значениями параметров. Показано, что можно выбрать такие параметры цепочки, при которых существует возможность равномерного движения заряда в постоянном электрическом поле на очень большие расстояния, на сотни тысяч сайтов. Движение заряда с постоянной скоростью возможно для небольших значений напряженности электрического поля. С увеличением значения напряженности электрического поля заряд переходит в колебательный режим движения с блоховскими осцилляциями. Максимальная величина напряжённости электрического поля, при которой возможно равномерное движение заряда в цепочке, зависит от заданных параметров цепочки. Проведённые расчёты показали, что в рассматриваемой системе могут реализоваться сложные динамические режимы, зависящие от выбранных параметров системы. Также показано, что характер движения заряда в цепочке сильно зависит от начального распределения заряда в цепочке.","PeriodicalId":168323,"journal":{"name":"Proceedings of the International Conference \"Mathematical Biology and Bioinformatics\"","volume":"58 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-11-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"121673520","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
L. Khanina, V. Smirnov, S. S. Bykhovets, M. Romanov, M. Bobrovsky
Для Заокского участка Серпуховского района Московской области на ландшафтном уровне проанализировано влияние весенних травяных пожаров на растительность зарастающих сельскохозяйственных земель. С использованием ГИС-технологий на основе анализа снимков высокого разрешения, топографических карт и наземной рекогносцировки разработана карта современных угодий района исследования. На основе анализа космических снимков среднего разрешения Landsat составлена серия исторических карт весенних пожаров. Проведен анализ таблиц сопряженности типов угодий и частоты пожаров за весь период наблюдений и в отдельные годы наблюдений; проанализирована корреляция площади пожаров со значениями модифицированного индекса потенциальной горимости Нестерова и числом дней со средним и высоким классом пожароопасности. Показано, что наиболее часто и значимо больше ожидаемого с 1985 по 2015 гг. горели бывшие сельскохозяйственные поля с отсутствующими или единичными деревьями. Весенние травяные палы являются случайным событием, в основном зависящим от человека. Однако площадь травяных пожаров зависит от климатических факторов (наиболее яркие зависимости выявлены для апрельских показателей) и наличия горючего материала в виде сухой травы, которая наиболее обильна на полях, ранее уже подвергавшихся пожарам.
{"title":"Analysis of spatiotemporal data to assess the influence of grass fires on the vegetation in abandoned agricultural lands","authors":"L. Khanina, V. Smirnov, S. S. Bykhovets, M. Romanov, M. Bobrovsky","doi":"10.17537/ICMBB18.108","DOIUrl":"https://doi.org/10.17537/ICMBB18.108","url":null,"abstract":"Для Заокского участка Серпуховского района Московской области на ландшафтном уровне проанализировано влияние весенних травяных пожаров на растительность зарастающих сельскохозяйственных земель. С использованием ГИС-технологий на основе анализа снимков высокого разрешения, топографических карт и наземной рекогносцировки разработана карта современных угодий района исследования. На основе анализа космических снимков среднего разрешения Landsat составлена серия исторических карт весенних пожаров. Проведен анализ таблиц сопряженности типов угодий и частоты пожаров за весь период наблюдений и в отдельные годы наблюдений; проанализирована корреляция площади пожаров со значениями модифицированного индекса потенциальной горимости Нестерова и числом дней со средним и высоким классом пожароопасности. Показано, что наиболее часто и значимо больше ожидаемого с 1985 по 2015 гг. горели бывшие сельскохозяйственные поля с отсутствующими или единичными деревьями. Весенние травяные палы являются случайным событием, в основном зависящим от человека. Однако площадь травяных пожаров зависит от климатических факторов (наиболее яркие зависимости выявлены для апрельских показателей) и наличия горючего материала в виде сухой травы, которая наиболее обильна на полях, ранее уже подвергавшихся пожарам.","PeriodicalId":168323,"journal":{"name":"Proceedings of the International Conference \"Mathematical Biology and Bioinformatics\"","volume":"65 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-11-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"122765409","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
A. S. Shigaev, T. Feldman, V. Nadtochenko, V. Lakhno
Проведён сравнительный анализ возможностей двух упрощённых математических моделей цис-транс фотоизомеризации хромофора (ретиналя) в родопсине: квантово-классического подхода и модели Хан–Стока. Квантово-класcический подход, включающий три вибронных состояния, разработан нашей группой ранее. Квантовая подсистема состоит из: (i) основного состояния молекулы родопсина, (ii) возбуждённого состояния и (iii) первичного фотопродукта в основном состоянии. Классическая подсистема включает одинаковые точечные массы; их отклонение от равновесных положений регулируется упругими константами. В традиционной квантовомеханической модели Хан–Стока, включающей два состояния, в качестве переменных взяты коллективная координата реакции и продольные колебательные моды системы двойных связей. Проведены численные исследования квантово-классической модели. Продемонстрирована ключевая роль коэффициента трения. Показано, что наилучшее соответствие экспериментам наблюдается тогда, когда диссипация основной части избыточной энергии фотовозбуждения совпадает по времени с элементарным актом фотореакции. Такой "силовой барьер" очень трудно учесть в квантовомеханическом подходе Хан–Стока. Таким образом, квантово-классическое моделирование открывает большие возможности в плане исследований механизма фотореакции в родопсине.
{"title":"Comparison of quantum-classical model of rhodopsin photoisomerization with a quantum-mechanical model approach of Hahn and Stock","authors":"A. S. Shigaev, T. Feldman, V. Nadtochenko, V. Lakhno","doi":"10.17537/ICMBB18.59","DOIUrl":"https://doi.org/10.17537/ICMBB18.59","url":null,"abstract":"Проведён сравнительный анализ возможностей двух упрощённых математических моделей цис-транс фотоизомеризации хромофора (ретиналя) в родопсине: квантово-классического подхода и модели Хан–Стока. Квантово-класcический подход, включающий три вибронных состояния, разработан нашей группой ранее. Квантовая подсистема состоит из: (i) основного состояния молекулы родопсина, (ii) возбуждённого состояния и (iii) первичного фотопродукта в основном состоянии. Классическая подсистема включает одинаковые точечные массы; их отклонение от равновесных положений регулируется упругими константами. В традиционной квантовомеханической модели Хан–Стока, включающей два состояния, в качестве переменных взяты коллективная координата реакции и продольные колебательные моды системы двойных связей. Проведены численные исследования квантово-классической модели. Продемонстрирована ключевая роль коэффициента трения. Показано, что наилучшее соответствие экспериментам наблюдается тогда, когда диссипация основной части избыточной энергии фотовозбуждения совпадает по времени с элементарным актом фотореакции. Такой \"силовой барьер\" очень трудно учесть в квантовомеханическом подходе Хан–Стока. Таким образом, квантово-классическое моделирование открывает большие возможности в плане исследований механизма фотореакции в родопсине.","PeriodicalId":168323,"journal":{"name":"Proceedings of the International Conference \"Mathematical Biology and Bioinformatics\"","volume":"29 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-11-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"133926138","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Teaching selective neural networks based on self-organization","authors":"M. Mazurov","doi":"10.17537/ICMBB18.28","DOIUrl":"https://doi.org/10.17537/ICMBB18.28","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":168323,"journal":{"name":"Proceedings of the International Conference \"Mathematical Biology and Bioinformatics\"","volume":"38 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-11-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"117301334","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：