Mathematical theory of epidemics and pandemics based on the laws of chain and thermal explosions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article presents a theory of the spread of the virus, including epidemics and pandemics, based on the theories of chain and thermal explosions, where two parameters were introduced to simulate the spread of the virus in an isolated community of people. A model of a community in the form of a multilayered bulb is proposed, in which the infection process proceeds in layers. The formulas obtained correlate with good accuracy with statistical data on the spread of the virus at stable stages of the pandemic. The validity of the model is confirmed by a combination of the formulas obtained, with a number of simplifications, with the formulas of the chain explosion theory and others. The presented theory is in qualitative agreement with empirical theories – SIR, SIRS and others.

The model may be interesting for epidemiology and exact science, since formulas with new parameters may be in demand for modeling phenomena in other areas of nature. The article shows the connection between the theories of chain and thermal explosions.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. A. Philippov

Federal Research Center of Chemical Physics named after N.N. Semenov of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: 7987961@mail.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Семенов Н.Н. Цепные реакции. Л.: ОНТИ, 1934. С. 110.
  2. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. 2-е изд. М.: Наука, 1967.
  3. Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980.
  4. Philippov A.A., Khalturinskiy N.A. To the theory of ignition by a hot surface: critical conditions for occurrence of explosive and avalanche-like processes. Zeldovic memorial, 2015. V. 2.
  5. Филиппов А.А., Берлин А.А. Математическая теория зажигания накаленной поверхностью // Доклады РАН. Физика. Технические науки. 2022. Т. 503. № 1. С. 28–34.
  6. Goldberg V.M. Dynamics of coronavirus spread in terms of chemical reaction kinetics // Russ. Chem. 2020. B. 69 (10). P. 2022–2028.
  7. Гольдберг В.И. Развитие цепной модели динамики распространения пандемии COVID-19 // Горение и взрыв. 2021. Т. 14. № 3. С. 3–10.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The increase in the number of cases in Moscow during the new wave of virus spread 09.10.2020–10.01.2021, in logarithmic coordinates from time, in accordance with equation (25), in which statistical data (points) fall on a theoretical straight line, with linear dependence: y ≈ 0.0353x – 9.747. The optimal number of Na ≈ 790,000 people was found in the calculations, and Ni was counted from the beginning of the wave occurrence from 09.10.2020.

Download (77KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».