APP下载

一类细胞分裂群体平衡方程的对称群及精确解

2021-03-15林府标张千宏

四川师范大学学报(自然科学版) 2021年2期

林府标, 张千宏

(贵州财经大学 数统学院,贵州贵阳550025)

群体平衡模型广泛用于微粒过程及系统等众多领域[1-5].如生物化学、农业科学、医药科学等领域中微生物、细菌、细胞的出生、生长、死亡、传输、破损等过程.细胞的分裂导致新的子细胞出生和死亡的微生物群体平衡方程(积分-偏微分方程)[1,3-5]可写成

其中,x表示细胞质量,t表示时间.进一步,f(x,t)表示微生物种群密度,假设密度函数f(x,t)足够光滑且任意阶偏导数均连续,G(x,t)表示细胞的生长率,v(x,t)表示t时刻细胞分裂的平均数量,Γ(x,t)表示细胞的出生率,p(x,y)表示原质量是x的细胞分裂成质量是y的子细胞的概率,概率函数满足正则性条件:

考虑细胞的生长率、分裂平均数量及出生率皆为常数,对研究微生物种群细胞分裂过程是有价值和意义的.若选取动力学参变量函数

其中g、ν、κ均为正常数,则在约束限制条件(2)下群体平衡方程(1)可简化成

寻找群体平衡方程的精确解及解析解技术比较困难,实体工程科学应用领域常采用数值实验方案[1-4]进行研究,如对一般简单积分-偏微分方程(1)对应的实体模型,探寻精确解都是比较棘手的问题.虽然经典李群分析方法[6-10]是计算常微分方程和纯偏微分方程的对称群的有效方法之一,但不能用于计算积分-偏微分方程(1)和(3)的对称群.近年来,改进的李群分析方法[11-12]已被用于研究群体平衡方程的对称群、约化-积分常微分方程及精确解[13-16].运用改进了的李群分析方法探究积分-偏微分方程……

登录APP查看全文