系统生物学中的随机微分方程数值仿真算法

• 作者: 牛原玲 陈琳 陈洛南
• 来源期刊: 数学理论与应用
• 学科: 数学
• 关键词: 系统生物学 随机微分方程 数值模拟 算法
• 年，卷（期）: 2023,（4）
• 页码范围: 76-92
• 页数: 17页
• 语种: 中文

摘要

系统生物学中的诸多现象,如生物化学反应过程、生态系统的演变、传染病的传播等,都可以用随机微分方程来描述.由于考虑了随机因素的影响,随机微分方程模型往往能比确定性的微分方程模型更为准确地刻画变量随时间的演化规律.但是随机微分方程的真解大多不可得到,有的即使可以求出真解,但解的形式极其复杂,用起来十分不便.因此,在计算机上对其进行数值仿真就显得十分必要.系统生物学中的随机微分方程模型一般呈现出高维、高度非线性、真解位于某些特定的区域等特点,对它们的数值模拟需要做专门的研究.本文概述求解几类常见的系统生物学模型(生物化学反应模型、生态系统模型、传染病模型、群体遗传学模型、细胞分化模型)的数值算法及这些数值算法各自的优缺点.