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电场中囊泡形态演化的相场约束优化问题的等几何分析。 (英语) Zbl 1506.74117号

摘要:在本文中,我们使用等几何分析(IGA)解决了一个与电场耦合的约束Willmore问题,以模拟囊泡在静电场作用下的形态演化。该模型由两个相组成,即脂质双层和电解质。两相问题采用相场方法建模,相场方法是扩散界面模型的一个子类。利用相场参数重新计算了模型的弯曲能、挠曲电能和介电能。采用改进的增广-拉格朗日方法来满足约束条件,同时保持数值稳定性和相对较大的时间步长。这种方法保证了在整个时域上每个时间步长的约束条件的满足。结果表明,等几何分析在求解高阶微分算子时的优越性,不需要额外的中间方程来解释经典的基于网格的方法有限的连续性。在物理方面,即使考虑生物膜的柔性电响应,也可以使用IGA精确模拟囊泡的形态演化,这给系统增加了另一层数值复杂性。通过几个三维数值算例,研究了挠曲电、电导率等因素对问题的影响。

MSC公司:

2015年1月74日 固体力学中的电磁效应
65D07年 使用样条曲线进行数值计算
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
74平方米 等几何方法在固体力学问题中的应用
78M20型 有限差分法在光学和电磁理论问题中的应用
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全文: 内政部

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