固—液界面张力作用下DNA构型变化的弹性杆模型

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:cxzafasaasassadf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
以DNA等一类生物大分子为背景的超细长弹性杆力学是经典力学与分子生物学的交叉领域,是当前力学的前沿课题之一。本文基于弹性杆的Kirchhoff方程,以界面张力模拟DNA分子在溶液中的受力状态,据此分析界面张力的改变对DNA分子几何构型的影响;和已有工作相比,我们加入对自接触力的考虑,采用几何约束以避免超细长弹性杆出现“穿越”现象。全文包括以下几个方面:  1)概述了DNA分子的研究历史,重点介绍了分析和研究DNA分子的研究方法。  2)简要介绍了弹性细杆力学的应用背景,重点阐述了超细长弹性杆的研究历史和现状,表明了分子生物学和弹性力学的交叉性;以超细长弹性杆的Kirchhoff理论为基础,利用界面张力粗粒化地描述DNA分子在溶液中的受力,并得到三维控制方程。  3)根据已有的超细长弹性杆的三维控制方程,写出微分方程组的具体计算流程,并利用这一流程编写Fortran程序求解微分方程组,得到初始构型为圆柱螺旋线一段的弹性杆在三种不同环境下的几何构型,即在三种不同界面张力和弹性模量情况下弹性杆的几何构型;通过对比不同界面张力和弹性模量下弹性杆的几何构型,定性得到界面张力对弹性杆几何构型的影响。  4)在弹性杆三维控制方程的基础上加入对接触效应的考虑,采用几何约束以避免弹性杆的自接触和“穿越”现象;对初始构型相同的弹性杆,求得三种与第三章中同样环境的弹性杆的几何构型;对比考虑自接触效应前后弹性杆的几何构型,分析自接触效应对弹性杆几何构型的影响。  5)总结和展望。从DNA分子的结构、引入分子间斥力、数值计算等方面对超细长弹性杆力学未来的发展作出展望,提出新课题。
其他文献
填充橡胶是一种典型的黏弹性材料,具有较高的阻尼性能,广泛地应用于高速列车、汽车、航空航天和机械等领域,因此选用合适的模型描述其动态黏弹性至关重要。橡胶的动态黏弹性
随着科学技术的进步,由金属和陶瓷组成的功能梯度材料越来越受到人们的重视。功能梯度材料将金属的强度高,韧性好与陶瓷的耐高温、抗腐蚀的优点完美的结合到了一起,很大程度
现代大型建筑的不断出现,对建筑钢结构的技术和质量提出了很高的要求。在现场施工中,焊接残余应力是影响结构质量的重要因素;在结构服役过程中,控制结构的变形是保证其正常工作的
期刊
由于风电随机性和波动性的存在,大规模风电并网对电力系统运行造成很大影响,如系统的稳定性和电能质量,因此风力发电被认为是不可调度的。风功率不确定性预测是解决这些问题
期刊
期刊
随着电力系统规模的不断扩大,电网结构愈加复杂;同时受电力市场改革等因素的影响,大型互联电网的运行点越来越逼近其运行极限。这种情况下电网的安全稳定裕度降低,发生严重的
同步开关(相控开关)技术能有效减少高压开关合闸涌流和过电压,消除分闸重燃过电压,提高开关的开断能力和电力系统稳定性,改善用户电能质量,成为了近年来开关智能化的研究热点
This paper presents the design,modeling,integration,and application of 3D printed high power hexapole magnetic tweezers for 3D micromanipulation applications.Si