Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > math > arXiv:2504.16823v1

帮助 | 高级搜索

数学 > 数值分析

arXiv:2504.16823v1 (math)
[提交于 2025年4月23日 ]

标题: 开放膜在斯托克斯流中的能量变分建模与数值模拟

标题: Energy Variational Modeling and Numerical Simulation of Open Membranes in Stokes Flow

Authors:Han Zhou, Yuan-Nan Young, Yoichiro Mori
摘要: 脂质双层膜是基本的生物结构,作为细胞边界,介导运输、信号传递和维持结构完整性。 本研究介绍了一种用于沉浸在斯托克斯流中的开放膜的新数学模型,考虑了膜的弹性、开放边缘的线张力以及流体-膜相互作用。 该模型来源于一个包含赫尔里奇弯曲能和与开放边缘相关的线能的能量泛函。 通过平衡体流和膜表面的耗散,遵循最大耗散原理,我们在能量变分框架内推导出控制方程。 假设轴对称性并采用边界积分约简,我们将三维问题转化为一个有效的一维问题,并开发了一种基于有限元的数值方法来解决由此产生的移动边界问题。 提供了几个数值示例来验证模型,并将结果与现有研究进行比较。
摘要: Lipid bilayer membranes are fundamental biological structures that serve as cellular boundaries, mediating transport, signaling, and maintaining structural integrity. This study introduces a novel mathematical model for open membranes immersed in Stokes flows, accounting for membrane elasticity, line tension at the open edge, and fluid-membrane interactions. The model is derived from an energy functional that incorporates Helfrich bending energy and a line energy associated with the open edge. By balancing dissipation in both the bulk fluid and the membrane surface, following the maximal dissipation principle, we derive the governing equations within an energy variational framework. Assuming axisymmetry and employing a boundary integral reduction, we transform the 3D problem into an effectively 1D problem, for which we develop a finite element-based numerical method to solve the resulting moving boundary problem. Several numerical examples are provided to validate the model and compare the results with existing studies.
主题: 数值分析 (math.NA) ; 计算物理 (physics.comp-ph)
引用方式: arXiv:2504.16823 [math.NA]
  (或者 arXiv:2504.16823v1 [math.NA] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.16823
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Han Zhou [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 4 月 23 日 15:39:54 UTC (1,044 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
math.NA
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-04
切换浏览方式为:
cs
cs.NA
math
physics
physics.comp-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号