Stokes流における伸張性細長繊維に対する積分ベーススペクトル法【JST・京大機械翻訳】

Maxian Ondrej; Mogilner Alex; Donev Aleksandar

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202221390972700 整理番号：21P0040915

Stokes流における伸張性細長繊維に対する積分ベーススペクトル法【JST・京大機械翻訳】

An integral-based spectral method for inextensible slender fibers in Stokes flow

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発行年： 2020年07月22日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2020年10月28日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

あらゆる動物細胞は細胞骨格で満たされ,微小管,アクチン線維,および中間フィラメントのような拡張可能な繊維からなる動的ゲルであり,全て粘性流体中に懸濁した。このゲルの数値シミュレーションは,繊維アスペクト比が10 ̄4と大きいので,困難である。周期的に加熱されたStokes流における拡張可能な細長いフィラメントの動力学を迅速に計算するための新しい方法を述べた。フィラメントの動力学は,Rotne-Prager-Yamakawa流体力学テンソルに関して部分的に再定式化する非局所細長体理論により支配される。拡張性を強化するため,拡張可能なファイバ運動の空間をパラメータ化し,拡張可能な構成の多様体に動力学を厳密に制限する。これを行うために,フィラメント上の引張力密度に対するLagrange乗数セットを導入し,L ̄2弱センスにおける仮想仕事の制約を課した。このアプローチを,未知数で線形である局所および非局所細長体理論演算子のスペクトル離散化により増強し,線張力方程式を解くことに基づくアプローチに対して改善された空間精度を与えた。動力学については,非局所流体力学の殆どの評価と,時間ステップ当たりのいくつかのブロック対角線線形解を必要とする二次半陰的時間積分器を開発した。数値例を通して著者らのアプローチの改善された精度とロバスト性を実証した後に,著者らは,バックグラウンド振動剪断流における永久架橋アクチンメッシュに著者らの定式化を適用した。準静的,主に弾性挙動から動的,主として粘性挙動までのネットワーク遷移が,特性周波数を観察した。非局所流体力学は,半希薄繊維懸濁液に対してさえ25%の粘性係数を増加させることを見出した。【JST・京大機械翻訳】

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, , 【Automatic Indexing@JST】

不均質流 , 数値計算 , 計算機シミュレーション , 分子構造

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