×
孙慧；周生高；大卫·K·摩尔。；Cheng，Li-Tien先生；李波

非极性分子Stokes溶剂流动和溶质-固体界面动力学的数值处理。 （英文） Zbl 1381.76242号

科学杂志。计算。 67，第2期，705-723（2016）.
摘要：我们设计并实现了非极性分子在水溶液中不可压缩Stokes溶剂流动和溶质-固体界面运动的数值方法。粘性力、表面张力和范德瓦尔斯型色散力的平衡导致了溶质-固体界面上的牵引边界条件。为了允许溶质体积的变化，我们通过一致性条件在计算区域的边界上设计了特殊的数值边界条件。我们使用有限差分鬼流体格式来离散具有此类边界条件的Stokes方程。该方法经测试具有二阶精度。我们将这种鬼流体方法与水平集方法相结合，模拟了溶剂流体速度控制的溶质-固体界面的运动。数值算例表明，我们的方法可以准确地预测曲率流动的一个测试示例的爆破时间，并再现一些简单模型分子系统的水合多峰（例如干态和湿态）状态。

引用于2文件

MSC公司：

76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
65号06 含偏微分方程边值问题的有限差分方法
76D07型 斯托克斯和相关（Oseen等）流量
76吨99 多相多组分流动
81V55型 分子物理学
82天80 纳米结构和纳米颗粒的统计力学
92年10月 分子结构（图形理论方法、微分拓扑方法等）

关键词：

非极性分子；溶质-固体界面；斯托克斯方程；鬼流体法；水平集方法；界面运动；体积变化；牵引边界条件

软件：

LS-VISM公司；UMFPACK公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{H.Sun}等人，《科学杂志》。计算。67，No.2，705--723（2016；Zbl 1381.76242）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Alexander Katz，A.，Schneider，M.F.，Schneider，S.W.，Wixforth，A.，Netz，R.R.：剪切流引起的聚合物球的展开。物理学。修订稿。97, 138101 (2006) ·doi:10.1103/PhysRevLett.97.138101
[2] Baron，R.，McCammon，J.A.：分子识别和配体结合。每年。物理版。化学。64, 151-175 (2013) ·doi:10.1146/annurev-physchem-040412-110047
[3] Chen，J.，Brooks III，C.L.，Khandogin，J.：基于隐式溶剂的生物分子模拟方法的最新进展。货币。操作。结构。生物学18，140-148（2008）·doi:10.1016/j.sbi.2008.01.003
[4] Cheng，L.，Dzubiella，J.，McCammon，J.A.，Li，B.：水平集方法在非极性分子隐式溶剂化中的应用。化学杂志。物理学。127, 084503 (2007) ·doi:10.1063/1.2757169
[5] Cheng，L.，Li，B.，Wang，Z.：分子溶剂化势控hadwiger估值的水平集最小化。J.计算。物理学。229, 8497-8510 (2010) ·Zbl 1202.82001 ·doi:10.1016/j.jcp.2010.07.032
[6] Davis，T.A.：算法832:UMFPACK v4.3——一种非对称模式的多面方法。ACM事务处理。数学。柔和。30, 196-199 (2004) ·Zbl 1072.65037号 ·doi:10.1145/992200.992206
[7] Dzubiella，J.、Swanson，J.和McCammon，J.：连续溶剂模型中的耦合疏水性、分散性和静电。物理学。修订稿。96, 087802 (2006) ·doi:10.10103/PhysRevLett.96.087802
[8] Dzubiella，J.、Swanson，J.和McCammon，J.：隐式溶剂模型中非极性和极性溶剂化自由能的耦合。化学杂志。物理学。124, 084905 (2006) ·数字对象标识代码：10.1063/1.2171192
[9] Guo，Z.，Li，B.，Dzubiella，J.，Cheng，L.-T.，McCammon，J.A.，Che，J.：p53/MDM2复合物的非均相水合作用。化学杂志。理论计算。10, 1302-1313 (2014) ·doi:10.1021/ct400967m
[10] Hagen，S.J.：蛋白质折叠动力学中的溶剂粘度和摩擦力。货币。蛋白质肽。科学。11, 385-395 (2010) ·doi:10.2174/1389203031071330596
[11] Klimov，D.K.，Thirumalai，D.：蛋白质折叠速率的粘度依赖性。物理学。修订稿。79, 317-320 (1997) ·doi:10.1103/PhysRevLett.79.317
[12] Levy，Y.，Onuchic，J.N.：蛋白质折叠和分子识别中的水中介作用。每年。生物物理学评论。生物摩尔。结构。35, 389-415 (2006) ·doi:10.1146/annurev.biophys.35.040405.102134
[13] Li，B.，Sun，H.，Zhou，S.：圆柱形溶质-固体界面的稳定性：几何、静电和流体动力学的影响。SIAM J.应用。数学。75, 907-928 (2015) ·兹比尔1328.35251 ·数字对象标识代码：10.1137/140972093
[14] Li，Z.，Cai，Q.，Zhao，H.，Luo，R.：具有开放边界条件和牵引边界条件的Navier-Stokes方程的半隐式增广IIM。J.计算。物理学。297, 182-193 (2015) ·Zbl 1349.76498号 ·doi:10.1016/j.jcp.2015.05.003
[15] Roux，B.，Simonson，T.：隐式溶剂模型。生物物理学。化学。78, 1-20 (1999) ·doi:10.1016/S0301-4622（98）00226-9
[16] Schneider，S.W.、Nuschele，S.、Wixforth，A.、Gorzelanny，C.、Alexander-Katz，A.、Netz，R.R.、Schneider-M.F.：剪切诱导的去折叠触发von Willebrand因子纤维的粘附。程序。国家。阿卡德。科学。美国104，7899-7903（2007）·doi:10.1073/pnas.060842204
[17] Sekhar，A.、Latham，M.P.、Vallurupalli，P.、Kay，L.E.：蛋白质构象交换的粘度依赖动力学：微粘度效应和小粘度原的需要。《物理学杂志》。化学。B 118、4546-4551（2014）·doi:10.1021/jp501583t
[18] Setny，P.，Wang，Z.，Cheng，L.T.，Li，B.，McCammon，J.A.，Dzubiella，J.：配体与疏水囊的脱嵌控制结合。物理学。修订稿。103, 187801 (2009) ·doi:10.1103/PhysRevLett.103.187801
[19] Siedlecki，C.A.、Lestini，B.J.、Kottke-Marchant，K.K.、Eppell，S.J.、Wilson，D.L.、Marchant，R.E.：人体von Willebrand因子三维结构中的剪切依赖性变化。《血液》88，2939-2950（1996）
[20] Singh，I.，Themistou，E.，Porcar，L.，Neelamegham，S.：流体剪切诱导溶液中人类血液蛋白von Willebrand因子的构象变化。生物物理学。J.96，2313-2320（2009）·doi:10.1016/j.bpj.2008.12.3900
[21] Szymczak，P.，Cieplak，M.：蛋白质中的流体动力学效应。J.物理：康登斯。事项23，033102（2011）
[22] Tanford，C.：疏水效应：胶束和生物膜的形成。威利，纽约（1973）
[23] Tomasi，J.，Persico，M.：溶液中的分子相互作用：基于溶剂连续分布的方法概述。化学。修订版942027-2094（1994）·doi:10.1021/cr00031a013
[24] Vergauwe，R.M.A.、Uji-i，H.、De Ceunynck，K.、Vermant，J.、Vanhoorelbeke，K.和Hofkens，J.：单分子显微镜观察到剪切应力诱导的水甘油混合物中von Willebrand因子的构象变化。《物理学杂志》。化学。B 118、5660-5669（2014）·doi:10.1021/jp5022664
[25] Wang，Z.，Che，J.，Cheng，L.，Dzubiella，J.、Li，B.、McCammon，J.A.：库仑场近似下生物分子的水平集变分隐式-固体建模。化学杂志。理论计算。8, 386-397 (2012) ·doi:10.1021/ct200647j
[26] 怀特，M.：生物分子建模的数学理论和数值方法。加州大学圣地亚哥分校博士论文（2015）
[27] Xiao，L.，Cai，Q.，Li，Z.，Zhao，H.，Luo，R.：连续介质中动力学模拟的多尺度方法I：Navier-Stokes方程的有限差分算法。化学。物理学。莱特。616, 67-74 (2014) ·doi:10.1016/j.cplett.2014.10.033
[28] Zhou，S.、Cheng，L.、Sun，H.、Che，J.、Dzubiella，J.，Li，B.、McCammon，J.A.：LS-VISM：生物分子溶剂化分析软件包。J.计算。化学。36, 1047-1059 (2015) ·doi:10.1002/jcc.23890
[29] Zhou，S.，Cheng，L.-T.，Dzubiella，J.，Li，B.，McCammon，J.A.：变分隐式溶剂化与泊松-玻尔兹曼理论。化学杂志。理论计算。10, 1454-1467 (2014) ·doi:10.1021/ct401058w
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。