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라그랑주 이동 모델 📂동역학

라그랑주 이동 모델

정의 1

단기적인 집단 간의 상호작용을 다루는 메타개체군 모델오일러 이동 모델eulerian Movement model이라 한다.

예시

간단한 SIR 모델의 확장을 생각해보자. 주거지 $1$ 과 휴양지 $2$ 라는 두 개의 패치가 있고, 주거지에서 창궐할 리 없는 열대병 등이 휴양지에서 옮겨오는 것을 묘사하는 모델은 다음과 같은 커플드 다이내믹 시스템으로 나타낼 수도 있다. $$ {{ d S_{1} } \over { dt }} = - \beta_{11} S_{1} I_{1} - \beta_{12} S_{1} I_{2} $$

여기서 $\beta_{11}$ 은 주거지에서의 감염율, $\beta_{12}$ 는 휴양지로 휴가를 떠난 개체군에 대한 감염율이다. 보통의 연구에서 이들은 상수가 아닌 시간 $t$ 에 종속된 함수로, 이는 실제 데이터를 근거로 나름 타당성을 가지고 정의되거나 유도될 것이다. 영구적인 이동이 아닌 일시적인 접촉을 반영했기 때문에 감염병 모델의 맥락에서는 단순 여행 모델simple Trip model이라 부르기도 한다.


  1. Citron. (2021). Comparing metapopulation dynamics of infectious diseases under different models of human movement. https://doi.org/10.1073/pnas.2007488118 ↩︎