6.3. Funktionsweise

Der Ablauf einer Simulation mit EROS7 gliedert sich in drei Teile: das Lesen der Regeln, die Ausführung der Reaktionen für die Eduktensembles und den Abschluß der Simulationen. Diese drei Abschnitte und deren Aufgaben werden im weiteren näher erläutert.

6.3.1. Lesen der Regeln

Zu Beginn der Simulation werden die Ausgangsmaterialien eingelesen, bevor die Informationen über die Regeln gelesen werden. Zu den globalen Beschreibungen gehören die Zahl und die Art der Verschaltung der Reaktoren und Phasen, die Art der Kinetik sowie einige untergeordnete Angaben zur Reaktionsgenerierung, wie beispielsweise die Anmeldung genealogischer Variablen und der Austausch der Variablen zwischen den Regeln und EROS7 (siehe 6.7). Neben diesen allgemeinen Angaben werden dann die Namen, Attribute und die Definitionen der Reaktionssubstrukturen aller Reaktionstypen gelesen.

Sind all diese Angaben zu den Regeln gelesen, wird für jedes eingelesene Ausgangsaggregat die Vorbehandlung für Ausgangsmaterialien (siehe 6.4.1) aufgerufen. Bei diesen Vorbehandlungen der Ausgangsverbindungen wird festgelegt, welcher der definierten Phasen sie mit ihrer Anfangskonzentration und ihrem ständigen Zufluß zugeteilt werden. Neben diesen Initialisierungen werden hier auch die Werte der genealogischen Variablen (siehe 5.1.7), die nicht eingelesen wurden, für die Ausgangsmaterialien festgelegt.

6.3.2. Reaktionsvorhersage

Nachdem die Regeln gelesen wurden, werden intern in EROS7 die Reaktoren und Phasen, wie sie in den Regeln festgelegt wurden, aufgebaut. Ein Reaktor besteht dabei aus einer oder mehreren Phasen und seine Berechnungen werden komplett (inklusive der kinetischen Berechnungen) ausgeführt, ehe der nächste Reaktor beginnt, seine Phasen zur Reaktionsgenerierung anzustoßen. Für die Phasen eines Reaktors werden nacheinander je eine Reaktionsebene für jede Phase erzeugt. Dies wird solange fortgesetzt, bis entweder an den Aggregaten keine neuen Reaktionen mehr durchgeführt werden können oder die maximale Zahl der Reaktionsebenen erreicht ist.

Ausgehend von einem Reaktionsensemble wird jeweils eine Sequenz von Regelaufrufen vorgenommen, die in Abbildung 77 gezeigt ist. Den Beginn dieser Folge stellt die Vorbehandlung des Eduktensembles (siehe 6.4.2) dar, die dazu dient, für mehrere Reaktionen an diesem Ensemble oder zur sich anschließenden Suche der Reaktionssubstrukturen (siehe 6.5) für die Reaktionstypen benötigte Werte zu bestimmen. Bei der Suche wird zunächst jedes nicht identische Atom im Ensemble für alle Reaktionstypen als erstes Atom der Reaktionssubstruktur, also als Atom eins im Reaktionszentrum für diese Reaktion, getestet. Ist dies nicht möglich, wird diese Substruktur für den entsprechenden Reaktionstyp verworfen. Danach werden die zweiten Atome in der Reaktionssubstruktur für alle verbliebenen Substrukturen gesucht und so weiter, bis ein vollständiges Reaktionszentrum gefunden wurde oder kein Reaktionstyp mehr für diese Substruktur möglich ist.

Abbildung 77: Sequenz für die Erzeugung von Reaktionen.

Für alle gefundenen, kompletten Reaktionssubstrukturen auf dem Eduktensemble wird nun die Reaktion ausgeführt, wobei gleichzeitig die Reaktivität der Reaktion aufgrund der physikochemischen Eigenschaften der Atome im Reaktionszentrum berechnet wird (siehe 6.6.1 bis 6.6.3).

Sind alle konkurrierenden Reaktionen eines Eduktensembles durchgeführt worden, kann in der Verteilungsfunktion (siehe 6.6.4) noch eine Umverteilung bzw. ein Ausschluß einzelner Reaktionen oder eine Berechnung der Reaktivität unter der Berücksichtigung von Konkurrenzreaktionen vorgenommen werden. Übergibt die Verteilungsfunktion keine Werte für die konkurrierenden Reaktionen, wird eine in EROS7 eingebaute Verteilung ausgeführt. Diese dient dem Ausschluß identischer Reaktionen und Reaktionen, bei denen Edukt und Produkt identisch sind und der gleichen Phase zugeordnet wurden. In verschiedenen Phasen sind Reaktionen mit gleichem Edukt und Produkt zulässig, da es sich hierbei um einen Phasenübergang dieser Substanz handelt.

Die erzeugten Produkte werden von den Phasen gespeichert und in der nächsten Reaktionsebene als Edukte möglicher Folgereaktionen getestet, die anschließend durchgeführt werden.

6.3.3. Abschluß der Simulation

Vor Beendigung des EROS7-Programmlaufs wird noch der Abschlußteil der Regeln aufgerufen (siehe Anhang B.2.11), der nur im Fall der Nutzung von EROS7 als Schnittstelle zur chemischen Datenstruktur RICOS für andere Programme von Interesse ist (siehe 6.7). Schließlich werden optional alle Aggregate einer bestimmten Phase inklusive der kinetischen Daten in eine Datei geschrieben.

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