- 1、本文档共4页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
高亏格膜泡形状的数值计算
第 26卷 第5期 计 算 物 理
CHINESEJ0URNAL0FCOMPUTATIONALPHYSICS Vo1.26.No.5
2009年 9月
SeD..20o9
[文章编号] 1001.246X(2009)05.0763—04
高亏格膜泡形状的数值计算
解立强
(甘肃 民族师范学院物理系,甘肃 合作 747000)
[摘 要] 通过对 Willmore区域外,特别是中等及较小约化体积下的形状及其演化进行深入细致 的研究,发现
在这一区域的形状要远比原有 的猜测丰富,亏格 g=2的膜泡会展现出比已有结果更多迷人 的形状并出现新 的膜
泡相变分支 .同时,数值计算 的结果更加期待实验验证 ,从而为曲率模型的正确性提供有力支持 .
[关键词] 高亏格膜泡形状 ;曲率模型;对称性 ;相变
[中图分类号] Q739 [文献标识码] A
0 引言
磷脂双性分子在低浓度的溶液中可 自发的形成双层膜或者闭合的膜泡 .实验上,可以按照膜泡的数学拓
扑结构进行分类 .如实验上观察到的大量的拓扑亏格为 g :0的球形拓扑膜泡 ,g=1的环形膜泡 ,以及 g
≥2的膜泡 。.
将生物膜看成一个光滑的二维曲面,物理学家基于弯曲弹性能决定形状 的假设 ,利用曲率模型对膜泡的
形成进行 了合理的解释 .Canham基于人类正常红细胞所呈现的特殊双凹盘形最早提 出了生物膜 的曲率能模
型 .该模型中,膜泡单位面积上的能量正 比于 (2日) ,其 中 日为曲面的平均曲率 .
考虑双层膜泡两侧环境的不对称性 ,Helfrich提 出了 自发 曲率模型(SC.mode1)
1 r r r
sc = 寺Jj}l(Cl+C2一C0)dA+ApfdV+ IdA, (1)
厶 √ √ J
其 中dA和d 分别为曲面的面积元和体积元 ,k为弹性模量 ,c。和 C:为曲面的两个主曲率 ,c。为 自发曲
率 .拉格朗 日乘子 △P为膜泡外部与内部 的压力差 , 为膜泡表面张力 .平衡状态膜泡的形状由(1)式能量泛
函的最小值决定 .由于 曲率能具有标度不变性 ,A和 只有一个变量是独立 的,引入约化体积 =
3V/(4rcR;)和约化自发曲率 c。=c。R。来描述不同的形状,其中R。=4-A/4rc为约化半径.
通过对方程 (1)式作变分 ,要求能量的一阶变分 “’F=0,欧阳得到了平衡形状的普遍方程
△P一22H+k(2H+C0)(2H 一2K—C0H)+2 H =0, (2)
其 中V。为曲面拉普拉斯算子 , =(c。+c:)/2为平均曲率 .方程 (2)是一个高阶非线性偏微分方程 ,要得到
其通解非常困难 ,至今为止,只有文[6]对柱面型通解进行了讨论并得到了一类周期性柱面,其它一些特解
包括球形解 ,红血球解 、克利福德锚环解 和 Delaunay曲面及其扩展解 ,比较复杂 的结果通过数值计
算得到 “J.
基于双层膜两侧分子的不可交换性 ,即双层膜两侧分子的有效面积差为定值 ,S.Svetina等人提出了双层
曲率模型(BC.mode1)n .该模型下膜泡的能量泛函为
1
FBc= 1 (Cl+C2)dA+△P dV+三 dA+Q , (3)
厶 J √ J
其中M :m/(
您可能关注的文档
最近下载
- 2025年二建《建设工程施工管理》精选考点汇总.pdf VIP
- 出口扫描系列·变局篇:找寻出口商品的“稳定之星”.pdf VIP
- 开关站10kV开关柜检修试验标准化作业指导书1.pdf
- 2023年江西机电职业技术学院高职单招语文/数学/英语考试题库答案详解.docx
- 人教版高中数学必修五1.1.1《正弦定理》教学课件1 (共13张PPT).ppt VIP
- GB_T 15114-2023 铝合金压铸件.docx
- 2024年度组织生活会支部班子对照检查材料.doc VIP
- 5.1+人要自强+课件-+2024-2025学年统编版道德与法治七年级下册.pptx VIP
- 弱电系统维保方案(三篇).pdf VIP
- 义务教育劳动课程标准(2022年版).pdf
文档评论(0)