Основы моделирования химико-технологических систем. Пахомов А.Н - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

статистико-механическое взаимодействия молекул, изомерию и др. К химическим графам относятся молекулярные, двудоль-
ные и сигнальные графы кинетических уравнений реакций. Молекулярные графы (применяемые в стереохимии и структурной
топологии, химии кластеров, полимеров и др.) представляют собой неориентированные графы, отображающие строение моле-
кул (рис. 8.3) и возможных химических реакций (рис. 8.4). Вершины и рёбра этих графов соответствуют атомам и химическим
связям между ними.
Молекулярные графы дают возможность сводить задачи, связанные с кодированием, номенклатурой и структурными
особенностями (разветвлённость, цикличность и т.п.) молекул различных соединений, к анализу и сопоставлению чисто ма-
тематических признаков и свойств графов и их деревьев, а также соответствующих им матриц.
Рис. 8.3. Молекулярные графы и деревья:
а, б – мультиграфы этилена и формальдегида;
в – мультиграфы изомеров пентана (деревья 4, 5 изоморфны дереву 2)
Рис. 8.4. Графы реакций:
а – двудольный; б – сигнальный уравнений кинетики;
r1, r2 – реакции; а1 – а6 – реагенты; k – константы скорости реакций;
s – комплексная переменная преобразования Лапласа
С применением теории графов и принципов искусственного интеллекта разработано программное обеспечение инфор-
мационно-поисковых систем в химии, а также автоматизированные системы идентификации молекулярных структур и ра-
ционального планирования органического синтеза.
Для выбора рациональных путей превращения молекул реагентов при заданном множестве известных взаимодействий
используют двудольные графы реакций (вершины соответствуют молекулам и этим реакциям, дуги – взаимодействию моле-
кул в реакции; рис. 8.4, a). Такие графы позволяют разрабатывать диалоговые алгоритмы выбора оптимальных путей хими-
ческих превращений, для которых требуется наименьшее число промежуточных реакций, минимальное число реагентов из
перечня допустимых или достигается наибольший выход продуктов.
Сигнальные графы уравнений кинетики реакций отображают системы кинетических уравнений, представленных в ал-
гебраическо-операторной форме (рис. 8.4, б). Вершины графов отвечают информационным переменным, или сигналам, в
виде концентраций реагентов, дуги – взаимосвязям сигналов, причём веса дуг определяются кинетическими константами.
а)
б
)
в
)
а)
б
)

Страницы