Русская версия English version   
Том 9   Выпуск 2   Год 2014
Применение технологии CUDA для моделирования процессов реакции-диффузии на двумерном клеточном ансамбле

Пененко А.В., Троеглазова Т.С., Зубаирова У.С., Байшибаев Д.Ж., Николаев С.В.

Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Новосибирск, 630090
Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Россия, Новосибирск, 630090
Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, Республика Казахстан, Усть-Каменогорск, 070004
Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Новосибирск, 630090

 

Аннотация. В рамках теории морфогенов рост, формообразование и дифференцировка ткани, состоящей из клеток, могут быть описаны математическими моделями типа реакции-диффузии, содержащими системы дифференциальных уравнений с частными производными. При рассмотрении клеточной структуры ткани такие модели сводятся к системе обыкновенных дифференциальных уравнений. При моделировании ткани реальных размеров, содержащей 104-106 клеток, размерность системы уравнений становится  такой, что для ее решения в приемлемое время необходимо использовать высокопроизводительные вычисления. В работе рассматривается алгоритм прямого моделирования, основанный на схеме расщепления задачи по «биофизическим» процессам и явных вычислительных схемах для реализации отдельных процессов. Продемонстрировано, как такую конструкцию численной модели эффективно использовать для расчетов на графических ускорителях в рамках технологии высокопроизводительных вычислений CUDA.

 

Ключевые слова: морфогенез, модели реакции-диффузии, высокопроизводительные вычисления, схемы расщепления, графические ускорители.

Содержание Оригинальная статья
Мат. биол. и биоинф.
2014;9(2):491-503
doi: 10.17537/2014.9.491
опубликована на рус. яз.

Аннотация (рус.)
Аннотация (англ.)
Полный текст (рус., pdf)
Список литературы

 

  Copyright ИМПБ РАН © 2005-2021