Журнал СФУ. Биология / Анализ динамики замкнутости массообменных процессов в экспериментальной модели биологической системы жизнеобеспечения

Полный текст (.pdf)
Номер
Журнал СФУ. Биология. 2023 16 (4)
Авторы
Бархатов, Ю. В.; Ушакова, С. А.; Тихомиров, А. А.; Дегерменджи, А. Г.
Контактная информация
Бархатов, Ю. В. : Институт биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» Российская Федерация, Красноярск; Ушакова, С. А. : Институт биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» Российская Федерация, Красноярск; Тихомиров, А. А. : Институт биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» Российская Федерация, Красноярск; Сибирский федеральный университет Российская Федерация, Красноярск; Дегерменджи, А. Г. : Институт биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» Российская Федерация, Красноярск
Ключевые слова
система жизнеобеспечения; математическая модель; коэффициент замыкания; life support system; mathematical model; closure coefficient
Аннотация

В ИБФ СО РАН создана экспериментальная модель биологической системы жизнеобеспечения (БСЖО) человека с высокой степенью замкнутости круговоротных процессов с вовлечением в массообмен растительных отходов и экзометаболитов человека. Для прогноза возможностей дальнейшего повышения степени замкнутости рассматриваемой экспериментальной модели БСЖО построена математическая модель, опирающаяся на кинетические коэффициенты и зависимости, полученные в экспериментальных исследованиях. Процессы массообмена, протекающие в системе БСЖО, представлены в модели как непрерывные динамические процессы и описываются дифференциальными уравнениями, записанными в размерностях массы. Модель описывает основные процессы массообмена, позволяющие исследовать поведение системы, не превращая в то же время ее в сложную для анализа имитационную модель. Верификация модели была проведена по экспериментальным данным, полученным при работе с БСЖО. Ключевой особенностью математической модели является возможность динамического численного расчета коэффициента замыкания системы. Коэффициент замыкания рассматривается здесь как отношение скорости поступления вещества от гетеротрофных организмов к автотрофным к сумме этой скорости и скорости ухода вещества в тупик. Модель замкнутой БСЖО способна указывать пути повышения замкнутости системы путем варьирования параметров модельного счета и его влияния на рассчитываемый коэффициент замыкания

Страницы
522–535
EDN
YCIIZS
Статья в архиве электронных ресурсов СФУ
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/152408

Лицензия Creative Commons Эта работа лицензируется по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).