ХИМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2018, Том 2, № 1,

с. 22 — 49

 

Моделирование химически опасных объектов

 

УДК 51-7:502.52                                                                   Скачать PDF                                                              

DOI: 10.25514/CHS.2018.1.12881

 

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

С. О. Травин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва, Россия

Поступила в редакцию 19.03.2018 г.

Опубликовано 25.06.2018 г.

Рассмотрены роль и значение численного эксперимента в исследовании экохимических систем. Разобраны причины, по которым большая часть информации по динамике взаимодействия компонентов природных экосистем не может быть получена путем одних только натурных измерений (in vitro), что определяет доминирующую роль математических моделей и проведения численных экспериментов (in silico). Cформулированы основные отличия естественных экосистем от химических реакций в лабораторных и в промышленных условиях. Особое внимание уделено возможностям самоорганизации материи и установлению принципиально нестационарных циклических колебательных режимов в открытых экологических системах.

Ключевые слова: количественная экология, математическое моделирование, динамические системы, предельный цикл, аттрактор Лоренца.

MODERN METHODS OF MATHEMATICAL MODELING OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL AND BIOLOGICAL PROCESSES

S. O. Travin

Semenov Institute of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Received March 19, 2018 

Published June 25, 2018

Abstract – The role and significance of a numerical experiment in studying ecochemical systems are considered. The reasons are analyzed why most of the information on dynamics of interactions of natural ecosystem components cannot be obtained only by in situ measurements (in vitro), which determines the dominant role of mathematical models and conducting numerical experiments (in silico). The main differences between natural ecosystems and chemical reactions in laboratory and industrial conditions are formulated. The particular focus is placed upon the possibility of self-organization of matter and establishing truly non-stationary cyclic oscillatory regimes in open ecological systems.

Keywords: quantitative ecology, mathematical modeling, dynamical systems, limit cycle, Lorenz attractor.