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屠斌；谢、严；张林波；卢、本佐

模拟离子通道导电性的稳定有限元方法。 （英语） Zbl 1344.92060号

计算。物理学。公社。 188, 131-139 (2015).
总结：我们之前开发了一个有限元模拟器ichannel，通过求解泊松-能斯特-普朗克方程（PNP）和尺寸修正的泊松-能斯特-普兰克方程（SMPNP）来模拟三维离子通道系统中的离子输运，并成功地模拟了一些离子通道系统。然而，对于某些大型系统，耦合泊松方程和能斯特-普朗克方程之间的迭代解很难收敛。我们发现的一个原因是NP方程是平流主导的扩散方程，这在通常的有限元解中会引起麻烦。稳定格式已应用于各种研究领域的流体流动计算。然而，在基于实验确定的离子通道结构的三维模型的离子传输模拟中，尚未对其进行研究。本文引入了两种稳定化技术，SUPG和伪残差自由气泡函数（PRFB），以提高有限元算法的数值鲁棒性和收敛性能。通过模拟电压依赖性阴离子通道（VDAC）和炭疽毒素保护性抗原孔（PA）的电导来验证稳定技术。这两个稳定的方案对这两种蛋白质给出了合理的结果，与实验数据和布朗动力学（BD）模拟都相当一致。对于各种数值试验，发现引入稳定方法后，模拟器有效地避免了以前的数值不稳定。基于我们的测试数据集对两种稳定方案进行了比较，结果表明SUPG和PRFB具有相似的性能（PRFB稍微更准确和稳定），而SUPG相对来说更易于实现。

引用于7文件

MSC公司：

92C40型 生物化学、分子生物学
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
92年第35季度 与生物、化学和其他自然科学相关的PDE

关键词：

离子通道；泊松-能斯特-普朗克方程；稳定有限元法；PRFB公司；SUPG公司

软件：

VCMM公司；TMSmesh公司；产品开发B2PQR
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{B.Tu}等人，计算。物理学。Commun公司。188131-139（2015；Zbl 1344.92060）
全文： 内政部

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