通过仿真图灵模式的发生

2021年12月28日

被上的,遥远沙子,遥远漩涡漩涡产生。这种形态发生的生成可以生物和无中到,在,可以,可以,可以反应扩散方程来描述化学建模,我们我们模式的的,并且,并且条件条件条件

从自反应到图灵模式

三次自:探索灰色scott模型,comsol®软件软件的反应工188金宝搏优惠程模块自催化化学反应效应下面是一简单的自催化反应:

A + B→2B

a a物质b发生,b,b,b,b,a物质物质物质随着随着随着随着随着随着随着随着而而而而而而扩散不的,但但不完全随机的它将创造称为称为称为称为图灵模式的,该,该是以艾伦·图灵((Alan Turing)的的的的,这这伟大数学家在1952年形态发生的化学基础中描述这个过程(参考文献1)。

河豚皮肤图灵模式的。。
巨型河豚,自然界中发现众多模式。图片由由Chiswick Chap提供,通过Wikimedia Commons获得许可(CC BY-SA 3.0)。

多稳态反应系统的的的的的模型

如果我们-扩散-扩散-扩散变得更加非线性非线性非线性非线性非线性非线性非线性非线性非线性非线性非线性非线性非线性非线性???????????在在在在在在在在在在在在变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得变得斯科特(参考2)探讨探讨个反应的。。

A + 2b→3b

灰色scott补充说,作为作为条件条件条件多重稳定性。意味过程达到达到平衡平衡平衡平衡平衡平衡平衡平衡平衡Scott的的的的名字命名命名和和

在c188金宝搏优惠omsol多物理学中中模拟灰色模型模型

灰色 - 个个个个个个一模型模型仿真。您可以设置反应扩散扩散过程过程的的的参数参数参数参数参数参数参数参数参数扩散扩散扩散扩散扩散扩散扩散扩散扩散扩散扩散扩散扩散然后然后然后然后然后然后然后然后然后然后然后然后生成生成生成生成其其其其其效果效果效果的的的矩形场组件基于理想化的连续(Cstr),cstr),它它在在进入进入化学化学化学化学化学反应器容器时时时时时完全完全混合。反应反应反应时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时内相互作用。

下面物质物质物质物质物质物质初始以及它们如何变化。。请请注意注意注意注意注意,混合的a和b流入cstr。流入由参数参数k,10个个对该进行扫描这种扫描使能够能够确定确定流入流入流入速率速率速率如何如何影响反应过程过程过程的行为行为行为行为行为行为行为行为,以及以及的的的扩散扩散如何如何如何如何如何动画:

试剂以0.0609/s的速度时时时时时时时时和和和)

在种速度下,两两分布迅速演变演变,直演变演变演变k值沿着的移动,反应反应行为会有趣的方式改变。。下图下图显示显示显示了了了不同不同k值的演变。

cstr模型10个k值
零维模型中一个b的浓度的,显示,显示了10个不同k值的。请注意某些某些k值处反应波形明显振荡

k特定值,a b的浓度很快平衡时时时时时时时统一,但是…………

试剂以0.0611/s的,物质,物质一个b的数量分布变化的。。

k = 0.06011时a a b浓度的最终。。。
插图显示了k =0.06011时,,一个b的最终浓度。

如上面图示,反应所过程可以在的条件下生成壮观的模式模式

自己动手你自己的模式模式

想想动手为宇宙带来秩序形态发生过程呢或者或者或者或者或者或者或者或者????制作制作一些一些一些一些一些一些很很很酷酷的的的动画???无论无论种方式方式方式方式方式方式模型开始,其中其中在在在在在在188金宝搏优惠在在

参考文献

  1. 是。图灵,“形态发生的化学基础”,菲尔。反式。R. Soc。伦敦。b,卷。237,第37-72页,1952年。
  2. P. Gray和S.K.Scott,“等温连续搅拌罐反应器中的自催化反应,系统A + 2B => 3B中的振荡和不稳定性;b => c,”化学工程科学,卷。39,第1087–1097页,1984年。

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