尼古拉斯·巴蒂斯塔。 课堂流体结构交互:插值、心脏和游泳! (英语) Zbl 1459.65017号 SIAM版本。 63,第1期,181-207(2021). 小结:虽然学生可能会发现,根据他们对函数及其导数的连续性的熟悉程度,样条插值很容易理解,但当他们只看到它应用于标准数据插值练习时,可能会错过它的一些固有价值。在本文中,我们提供了一些替代方案,让学生可以定性和定量地见证使用不同样条插值方法驱动物体穿过流体时产生的动力学差异。他们这么说看到就是相信; 在这里,我们用流体泵送和水上运动的例子展示了线性样条插值和三次样条插值之间的差异。此外,学生可以定义自己的插值函数并可视化展开的动力学。为了解决流体-结构相互作用系统,开源流体动力学软件IB2d型使用。本着这种精神,所有模拟代码、分析脚本和电影都是为了简化使用而提供的。 引用于1文件 MSC公司: 65D05型 数值插值 65D07年 使用样条曲线进行数值计算 74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等) 97M10个 建模和跨学科(数学教育方面) 97M60毫米 生物、化学、医学(数学教育方面) 97号40 数值分析(教育方面) 97N50型 插值和近似(教育方面) 97N80型 数学软件、计算机程序(教育方面) 92立方厘米 生物力学 关键词:数值插值;数值分析;流体动力学;数学生物学;浸入边界法;流体-结构相互作用;生物流体动力学 软件:Matlab公司;蟒蛇;IB2d型;签证 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{N.A.Battista},SIAM版本63,编号1,181--207(2021;Zbl 1459.65017) 全文: DOI程序 arXiv公司 参考文献: [1] Adobe Systems,《设计多个主字体》,1997年,https://www.adobe.com/content/dam/acom/en/devnet/font/pdfs/5091.Design_MM_Fonts.pdf。 [2] S.Alben、L.A.Miller和J.Peng,喷射推进游泳的高效运动学,J.流体力学。,733(2013),第100-133页·Zbl 1294.76297号 [3] A.J.Baird、T.King和L.A.Miller,《蠕动和动态抽吸中缩放效应的数值研究》,生物。流体动力。模型。计算。申请。,628(2014),第129-148页·兹比尔1311.76152 [4] N.A.Battista、A.J.Baird和L.A.Miller,肌肉-流体-结构仿真的数学模型和MATLAB代码,Integr。公司。《生物学》,55(2015),第901-911页。 [5] N.A.Battista、D.Douglas、A.Lane、L.Samsa、J.Liu和L.Miller,《胚胎小梁心室的旋涡动力学》,心血管杂志。开发Dis。,(2019年),第6条。 [6] N.A.Battista、A.N.Lane、J.Liu和L.A.Miller,《心脏发育的流体动力学:小梁和红细胞压积的影响》,数学。医学生物学。,35(2018),第493-516页·Zbl 1410.92032号 [7] N.A.Battista、A.N.Lane和L.A.Miller,《关于管状心脏血细胞的动态抽吸》,载于《数学生物学中的女性:研究协作》,A.Layton和L.A.Miller主编,纽约斯普林格出版社,2017年,第211-231页·Zbl 1401.92049号 [8] N.A.Battista和M.S.Mizuhara,《课堂流体-结构相互作用:速度、准确性、收敛性和水母!》!,预印本,https://arxiv.org/abs/1902.07615, 2019. [9] N.A.Battista、W.C.Strickland、A.Barrett和L.A.Miller,IB(2)d重新加载:浸入式边界方法Math的更强大的Python和MATLAB实现。方法应用。科学。,41(2018),第8455-8480页·Zbl 1407.92007号 [10] N.A.Battista、W.C.Strickland和L.A.Miller,IB2d:浸入式边界法的Python和MATLAB实现,Biosimir。生物模型。,第12条(2017年),第036003条。 [11] J.Baumgart和B.M.Friedrich,《流体动力学:跨越尺度游泳》,《自然物理学》。,10(2014年),第711-712页。 [12] A.D.Becker、H.Masoud、J.W.Newbolt、M.Shelley和L.Ristrop,《扑翼游泳运动员的流体动力学教育》,自然社区。,第6条(2015年),第8514条。 [13] I.Borazzani和F.Sotiropoulos,《过渡流和惯性流状态下卡拉孔虫游泳流体动力学的数值研究》,《实验生物学杂志》。,211(2008),第1541-1558页。 [14] R.L.Burden、D.J.Faires和A.M.Burdon,《数值分析》,第10版,Cengage Learning,马萨诸塞州波士顿,2014年·Zbl 0913.65003号 [15] H.Childs、E.Brugger、B.Whitlock、J.Meredith、S.Ahern、D.Pugmire、K.Biagas、M.Miller、C.Harrison、G.H.Weber、H.Krishnan、T.Fogal、A.Sanderson、C.Garth、E.W.Bethel、D.Camp、O.Rubel、M.Durant、J.M.Favre和P.Navratil,VisIt:可视化和分析超大数据的最终用户工具,《高性能可视化——实现极端规模的科学洞察力》,查普曼和霍尔/CRC出版社,2012年,第357-372页。 [16] C.Hamlet、K.A.Hoffman、E.D.Tytell和L.J.Fauci,《曲率反馈在七鳃鳗游泳能量学和动力学中的作用:闭环模型》,《公共科学图书馆计算》。《生物学》,14(2018),第1006324条。 [17] C.Hamlet和L.A.Miller,背景流存在下倒立水母的摄食电流,公牛。数学。《生物学》,74(2012),第2547-2569页·Zbl 1267.92056号 [18] M.Heath,科学计算,McGraw-Hill,纽约,2002年。 [19] G.Hershlag和L.A.Miller,喷气推进的雷诺数限制:简化水母的数值研究,J.Theoret。《生物学》,285(2011),第84-95页·Zbl 1397.92054号 [20] S.K.Jones、R.Laurenza、T.L.Hedrick、B.E.Griffith和L.A.Miller,基于升力与阻力的最小飞虫垂直力产生,J.Theoret。《生物学》,384(2015),第105-120页·Zbl 1343.92050号 [21] D.Kincaid和W.Cheney,数值分析,AMS,普罗维登斯,RI,2002年·Zbl 0877.65002号 [22] J.Lee、M.E.Moghadam、E.Kung、H.Cao、T.Beebe、Y.Miller、B.L.Roman、C.-L.Lien、N.C.Chi、A.L.Marsden和T.K.Xiai,《移动域计算流体动力学与心脏形态发生的胚胎模型接口》,《公共科学图书馆·综合》,第8卷(2013年),第72924条。 [23] S.Marcus、M.Frigura-Iliasa、D.Vatau和L.Matiu-Iovan,《数字信号处理的新内插工具》,2016年国际信息与数字技术会议,2016年,第266-270页。 [24] T.McMillen和P.Holmes,泥鳅游泳的弹性杆模型,数学杂志。《生物学》,53(2006),第843-886页·Zbl 1113.92005年 [25] T.McMillen、T.Williams和P.Holmes,《非线性肌肉、被动粘弹性和身体锥度合力导致泥鳅游泳运动员的神经力学相位滞后》,《公共科学图书馆·计算》。《生物学》,第4卷(2008年),第1000157条。 [26] J.G.Miles和N.A.Battista,《你的日常水母模型:探索触须和口腔手臂如何影响运动》,《流体》,第4卷(2019年),第169条。 [27] L.A.Miller和C.S.Peskin,最小昆虫拍击和投掷的计算流体动力学,《实验生物学杂志》。,208(2009),第3076-3090页。 [28] L.T.Nielsen、S.S.Asadzadeh、J.Dolger、J.H.Walther、T.Kiorboe和A.Andersen,《微生物过滤喂料的流体动力学》。国家。阿卡德。科学。美国,114(2017),第9373-9378页。 [29] F.Pallasdies、S.Goedeke、W.Braun和R.Memmesheimer,从单个神经元到水母Aurelia aurita的行为,eLife,8(2019),第e50084条 [30] C.S.Peskin,浸没边界法,数值学报。,11(2002),第479-517页·Zbl 1123.74309号 [31] S.Ruck和H.Oertel,鸟类飞行模型的流体-结构相互作用模拟,J.Exp.Biol。,213(2010年),第4180-4192页。 [32] C.伦格,《Uéber empirische Funktitionen und die Interpolation zwischen a¨quidistanten Ordinaten》,《数学》。物理。,46(1901),第224-243页。 [33] J.E.Samson、N.A.Battista、S.Khatri和L.A.Miller,《脉动珊瑚:规模和混合的故事》,《生物数学》,第6卷(2017年),第1712169条·Zbl 1406.92140号 [34] F.E.Su,《人类繁荣的数学》,Amer。数学。《月刊》,124(2017),第483-493页·Zbl 1391.97013号 [35] M.Unser,《样条:信号和图像处理的完美结合》,IEEE信号处理。Mag.,16(1999),第22-38页。 [36] J.Vince,《计算机图形矢量分析》,施普林格,德国柏林,2007年·Zbl 1138.68620号 [37] 万维网联盟(W3C),SVG 1.1,第二版,2011年,https://www.w3.org/TR/SVG11/fonts.html。 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。