Reaktiomalli

Reaktiomalli on tarkasteltavan järjestelmän vasteen kuvaus ulkoisiin ärsykkeisiin tai muutoksiin. Se on matemaattinen tai konseptuaalinen malli, jonka avulla esitellään, miten järjestelmän tilat ja vasteet kehittyvät ajan kuluessa. Reaktiomalleja käytetään laajasti eri tieteenaloilla kuten kemiassa, psykologiassa, biologiassa, tekniikassa ja taloustieteissä.

Malli rakentuu syötteestä, vasteesta ja järjestelmän tilan muutoksesta. Parametrit määrittävät vasteen nopeuden ja muodon, ja niitä kalibroidaan havaintotiedoilla sekä validoidaan ennusteiden perusteella. Reaktiomallit esitetään usein differenssi- tai differentiaaliyhtälöinä sekä reaktioiden nopeuslaeilla; esimerkkejä ovat massatoiminnan kinetiikan kuvaukset sekä muut prosessien etenemisen kuvaustavat.

Dyynaamiset mallit kuvaavat muutoksia ajan kuluessa, kun taas statiikkiset mallit tarkastelevat pysyviä tiloja. Deterministiset mallit tuottavat saman vasteen jokaisella käyttökerralla, kun taas stokastiset mallit huomioivat satunnaisuutta. Lisäksi malleja voidaan luokitella lineaarisiksi tai epälineaarisiksi sekä jatkuviksi tai diskreettisiksi.

Sovelluksia ovat esimerkiksi kemiallisessa reaktiotekniikassa ja kinetiikan laskennassa, farmakokinetiikassa, biologiassa populaatio- ja ekosysteemimallinnuksessa, tekniikassa ohjausjärjestelmien suunnittelussa sekä taloudessa markkinavasteiden arvioinnissa. Reaktiomallien käyttö vaatii huolellista kalibrointia ja arviointia sekä ymmärrystä niiden rajoituksista.