Abstract
本文分二部份來研究化學動力學:(一)用隨機模擬法(stochastic simulation algorithm )來處理化學動力學。(二)對振盪反應oregonator模型進行靈敏度解析,並了解靈敏度解析的適用範圍。第一部份傳統上,我們都用質量作用定律,以一組速率微分方程式,來處理化學動力學。但由於它〞命定〞(deterministic )和〞連續〞(continuous),不連續(discrete)的行為。隨機法之基本微分-差分方程式,稱做master equation 。由於master equation 數學處理困難,D.T. Gillespie乃以相同的理念,從機率觀點出發,用一〞反應機率密度函數〞P(t,u)(The reaction probability density function) 探討經多少時間,系統那一步會發生反應。它沒有微分速率方程式的缺點,也沒有master equation 的數學困難處理。但缺點在於它浪費計算機的計算時間,限制了很多系統的應用。因之以乙烷熱裂解(ethane pyrolysis)反應機構為例子,我們嘗試以小體積的反應行為來描述整個體積的反應行為。但小體積必須大過某一臨界值否則會有浮動(fluctuations)產生。第二部份近年來由於計算機數值分析技巧的改進,利用計算機模擬研究一複雜反應系統,已受化學家普遍的重視。靈敏度解析是研究系統中動力參數(如反應速率常數、初濃度等)對系統行為的影響。而化學振盪反應是近年來很受注目的研究範疇。Oregonator五步反應機構是Belousov-Zhabotinskii 化學振盪反應的一個簡化模型。我們將藉著計算機模擬(computer simulation )配合靈敏度解析,對振盪反應-Oregonator模型進行探討。由靈敏度係數可以很容易的看出Oregonator的動力資料,如第五步對振盪週期大小的影響最大等。於反應進入振盪週期後,某些靈敏度係數(如第三步對X 物種而言),在描述反應的動力行為上,則有待進一步的探討。