Chemická kinetika: určení řídících rovnic z experimentálních dat

Anotace: Chemická kinetika (tj. časový průběh chemických reakcí) je řízena soustavou diferenciálních rovnic. Zjištění těchto řídících rovnic je důležité pro určení reakčního mechanismu. Existuje metoda zvaná Sparse Identification of Nonlinear Dynamics (SINDy), která umožňuje ze známých časových průběhů koncentrací reagujících látek právě tyto rovnice zjistit (koncentrace lze experimentálně zjistit pomocí různých spektroskopických měření). Tato metoda je založená na speciálním typu optimalizace, který hledá vhodné diferenciální rovnice s co nejmenším počtem členů. Metoda SINDy je relativně nová, na chemické systémy byla použita jen v několika málo studiích.

Cílem tohoto projektu je aplikovat metodu SINDy na simulované průběhy vybraných chemických reakcí a zjistit její citlivost na šum v datech. Student se seznámí s tvorbou modelů chemické kinetiky, simulací průběhu chemických reakcí a s použitím moderních optimalizačních nástrojů.