Simulación numérica de modelos no lineales de reacción-difusión para un sensor DGT
Autores: Averós, Joan Cecilia; Llorens, Jaume Puy; Uribe-Kaffure, Ramiro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Simulación numérica de modelos no lineales de reacción-difusión para un sensor DGT
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Solución numérica
Procesos de reacción-difusión
Gestión de bases de datos
Esquema iterativo directo
Algoritmos eficientes
Gradientes Difusivos en Películas Delgadas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, presentamos una estrategia novedosa para la solución numérica de un sistema acoplado de ecuaciones diferenciales parciales que describen procesos de reacción-difusión de una mezcla de metales y ligandos que pueden ser absorbidos por un sensor o un microorganismo, en un medio acuoso. La novedad introducida en este trabajo consistió en una gestión adecuada de la base de datos en conjunto con un esquema iterativo directo, que permitió la construcción de algoritmos simples, rápidos y eficientes. Salvo en condiciones realmente adversas, el cálculo es convergente y se alcanzaron soluciones satisfactorias. Los tiempos de computación resultaron ser mejores que los obtenidos con algunos programas comerciales. Aunque nos concentramos en la solución para un sistema particular (sensores de Gradientes Difusivos en Películas Delgadas [DGT]), el algoritmo propuesto no requiere modificaciones importantes para considerar nuevas configuraciones teóricas o experimentales. Dado que la calidad de las simulaciones numéricas de problemas de reacción-difusión a menudo enfrenta algunos inconvenientes a medida que aumentan los valores de las constantes de velocidad de reacción, se ha invertido un esfuerzo adicional en obtener soluciones adecuadas en esos casos.
Descripción
En este trabajo, presentamos una estrategia novedosa para la solución numérica de un sistema acoplado de ecuaciones diferenciales parciales que describen procesos de reacción-difusión de una mezcla de metales y ligandos que pueden ser absorbidos por un sensor o un microorganismo, en un medio acuoso. La novedad introducida en este trabajo consistió en una gestión adecuada de la base de datos en conjunto con un esquema iterativo directo, que permitió la construcción de algoritmos simples, rápidos y eficientes. Salvo en condiciones realmente adversas, el cálculo es convergente y se alcanzaron soluciones satisfactorias. Los tiempos de computación resultaron ser mejores que los obtenidos con algunos programas comerciales. Aunque nos concentramos en la solución para un sistema particular (sensores de Gradientes Difusivos en Películas Delgadas [DGT]), el algoritmo propuesto no requiere modificaciones importantes para considerar nuevas configuraciones teóricas o experimentales. Dado que la calidad de las simulaciones numéricas de problemas de reacción-difusión a menudo enfrenta algunos inconvenientes a medida que aumentan los valores de las constantes de velocidad de reacción, se ha invertido un esfuerzo adicional en obtener soluciones adecuadas en esos casos.