Optimization of Algae Population Growth Using Markov Chains and
Thesis title: | Optimalizace růstu populace řas pomocí Markovských procesů a simulačních technik |
---|---|
Author: | Zouharová, Martina |
Thesis type: | Diplomová práce |
Supervisor: | Kalčevová, Jana |
Opponents: | Černý, Michal |
Thesis language: | Česky |
Abstract: | Práce spadá do problematiky spojené s hledáním konstrukčních a operačních parametrů tubulárního fotobioreaktoru, které by umožňovaly maximalizovat růst řas obsažených v kultivačním mediu. Vychází z růstového modelu pro řasu Porhydrium sp. a zaměřuje se na optimalizaci vnějšího osvitu, jakožto jednoho z nejdůležitějších faktorů, které růst determinu-jí. V práci jsou uplatněny dva metodologické přístupy: analytický, spočívající ve využití Markovských procesů, a simulační, využívající multiagentního modelování. V analytické části je navržena konstrukce přechodové matice markovského řetězce, který na rozdíl od některých dříve použitých a publikovaných metod umožňuje zahrnout vliv nekonstantního osvitu uvnitř fotobioreaktoru. V simulační části pak byl vytvořen multiagentní model popula-ce řas, jehož prostřednictvím lze zkoumat chování systému a interaktivně toto chování ovlivňovat. V kontextu výsledků obdržených v obou částech byla v závěru práce navržena optimální hodnota vnějšího osvitu. |
Keywords: | markovské řetězce; NetLogo; fotosyntetická továrna; fotobioreaktor |
Thesis title: | Optimization of Algae Population Growth Using Markov Chains and |
---|---|
Author: | Zouharová, Martina |
Thesis type: | Diploma thesis |
Supervisor: | Kalčevová, Jana |
Opponents: | Černý, Michal |
Thesis language: | Česky |
Abstract: | The thesis deals with the task of refining the constructional and operational parameters of a tubular photobioreactor in order to maximise the growth rate of algae contained in the cultivation suspension. It builds on a basic growth model of the Porhydrium sp. alga, and focuses on the optimization of external irradiance, which is one of the key determinants of algae growth. Two distinct methodological approaches are applied: analytic approach, which employs Markov Chains, and simulation approach, which relies on agent-based simulations. In the analytic part, we introduce the construction of state transition matrix for a Markov Chain that accounts for varying irradiance inside the photobioreactor (in contrast to constant-irradiance methods that have been published so far). In the simulation part, we devised an agent-based model of algae population that enables us to analyze the system behaviour while interactively changing the model parameters. In the context of the results from both the analytic and simulation part, we conclude by suggesting the optimal level of external irradiance. |
Keywords: | Photobioreactor; Markov Chains; NetLogo; Photosynthetic Factory |
Information about study
Study programme: | Kvantitativní metody v ekonomice/Matematické metody v ekonomii |
---|---|
Type of study programme: | Magisterský studijní program |
Assigned degree: | Ing. |
Institutions assigning academic degree: | Vysoká škola ekonomická v Praze |
Faculty: | Faculty of Informatics and Statistics |
Department: | Department of Econometrics |
Information on submission and defense
Date of assignment: | 29. 4. 2010 |
---|---|
Date of submission: | 17. 5. 2010 |
Date of defense: | 9. 6. 2010 |
Identifier in the InSIS system: | https://insis.vse.cz/zp/26368/podrobnosti |