Nowadays models for self-organisation are being used in systems with a great
degree of complexity and across disciplines. We show that the used Turing
model is sensitive to parameters, type of domain growth, but also to the
precision of model formulation itself. Hence it is necessary to revise Tur ing's model for self-organisation. For this purpose we consider derivation of
evolution equations within non-equilibrium thermodynamic to identify phys ically relevant formulations. Only then we subject these models to a detailed
mathematical analysis. We o er possible extensions of the concept of self organisation to more general situations and discuss its physical interpreta tion.
The essence and importance of these ideas is illustrated on the reaction di usion-advection system, where we indicate that such a system should be
preferred from both physical and mathematical viewpoint. Further we point
to the indispensable role of physical viewpoint during relevant model for mulations. Using the non-equilibrium thermodynamic framework physically
consistent extensions of Turing model are revealed as well as functional con straints for present parameters.
en
dc.language.iso
en
en
dc.publisher
ČVUT. Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská.
cze
dc.subject
samovolné uspořádání
cze
dc.subject
vznik vzoru
cze
dc.subject
Turingův model
cze
dc.subject
reakčně-difuzní rovnice
cze
dc.subject
matematická biologie
cze
dc.subject
nerovnovážná termodynamika
cze
dc.subject
teorie směsí
cze
dc.subject
termodynamicky konzistentní modely
cze
dc.subject
self-organisation
en
dc.subject
pattern formation
en
dc.subject
Turing model
en
dc.subject
reaction-diffusion equations
en
dc.subject
mathematical biology
en
dc.subject
non-equilibrium thermodynamics
en
dc.subject
theory of mixtures
en
dc.subject
thermodynamically consistent nmodels
en
dc.title
On modelling the emergence of self-organisation
en
dc.title.alternative
O modelování vzniku samovolného uspořádání
cze
dc.type
habilitation thesis
en
dc.type
habilitační práce
cze
theses.degree.grantor
České vysoké učení technické v Praze. Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská.
cze
dc.description.abstract-translated
V sou£asné dob¥ se modely pro prostorové uspo°ádání hojn¥ uºívají i ve
sloºitých systémech nap°í£ disciplínami. Ukazujeme, ºe pouºívaný Turing·v
model je citlivý na parametry, charakter r·stu oblasti, ale i na samotnou p°es nost formulace modelu. Proto je nutné revidovat Turing·v model pro vznik
samovolného uspo°ádání. K tomuto ú£elu uvaºujeme odvození evolu£ních
rovnic v rámci nerovnováºné termodynamiky, abychom identi kovali fyzikáln¥
relevantní formulace. Aº poté podrobujeme tyto modely detailní matemat ické analýze. Nabízíme téº moºná roz²í°ení konceptu sebeorganizace do obec n¥j²ích situací a diskutujeme jejich fyzikální interpretaci.
Podstatu a d·leºitost t¥chto my²lenek ilustrujeme na reak£n¥-difuzn¥-
advek£ním systému, kde nazna£ujeme, ºe takovýto systém by m¥l být prefer ován jak z fyzikálního tak z matematického pohledu. Dále pak ukazujeme,
jakou nezastupitelnou roli sehrává fyzikální pohled p°i tvorb¥ relevantních
model·, kdy pomocí konceptu nerovnováºné termodynamiky odhalujeme fy zikáln¥ konzistentí roz²í°ení Turingova modelu ale i funk£ní omezení pro
vyskytující se parametry modelu.