On the spatio-temporal dynamics of boundary forced open reactive flows
Notice bibliographique
Résumé
This thesis investigates the effect of constant or periodic boundary forcing on the spatio-temporal dynamics of open flows of media whose kinetics can be oscillatory, bistable or excitable. The systems investigated are those where the flow profile is uniform (“plug-flow”) and the flow coefficients are equal. Oscillatory and excitable media are investigated experimentally using the ferroin-catalysed Belousov-Zhabotinsky (BZ) reaction medium. Given appropriate flow conditions, stationary space-periodic structures are observed. I refer to them as “flow-distributed oscillations” (FDO) and “flow-stabilised dissipative structures” in oscillatory and excitable media, respectively. Periodic forcing of oscillatory media leads to travelling waves. They propagate upstream or downstream with either constant or oscillatory velocity. The constant velocity waves are in quantitative agreement with predictions from spatio-temporal phase dynamics. The oscillatory waves are also phase waves. The effect of periodic forcing on bistable and excitable media or on media having a Hopf or Turing unstable steady state is discussed in the context of persistent, downstream advected space-periodic structures. These waves have velocities that are equal to that of the flow and wavelengths that are equal to the product of the flow velocity and the period of the boundary forcing. The relevance of open reactive flow to biological morphogenesis is discussed. In many organisms, space-periodic structures are formed sequentially, one after the other, during axial growth of the embryo. Axial growth is shown to be equivalent to an open flow. Relative to the growth/flow boundary, the space-periodic structure has a velocity that is equal to the growth/flow velocity. Recent experiments established the operation of a cell-autonomous oscillator in early vertebrate development and showed that the formation of space-periodic structure is preceded by gene expression waves with an intricate spatio-temporal dynamics. They are mimicked in a chemical flow system, which reproduces four of the principal features of the developmental process. The predictions of an FDO-based model are compared to experimental observations and different kinetic schemes are investigated. This reveals a powerful mechanism of wave pattern formation that captures the essence of the regulation of morphogenesis during early development.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».