Abidha Monica Gwecho*, Wang Shu y Onyango Thomas Mboya
El flujo a través de canales iónicos biológicos es comprensiblemente complejo para sustentar numerosos procesos vitales que promueven la vida. Para explicar la evolución biológica, se han utilizado métodos matemáticos.
Se ha estudiado el modelado que incorpora la interacción electrostática de iones y los efectos debidos a la exclusión de tamaño, posiblemente con elementos de dificultad e inexactitud.
En este artículo se examina la ecuación de Nernst-Planck (NP) para flujos de iones que utiliza el potencial de Lennard Jonnes (LJ) para incorporar efectos de tamaño finito en términos de repulsión de esferas duras.
Para minimizar la complejidad numérica emergente, el potencial LJ se modifica mediante una función de límite de banda con una longitud de corte para eliminar las frecuencias altas problemáticas en la integral.
función. Este proceso se logra mediante la transformada de Fourier para simplificar y, por lo tanto, hacer que la ecuación mPNP se pueda resolver con precisión. La NP modificada resultante y la ecuación de Poisson
Las ecuaciones que representan el potencial electrostático se acoplan para formar un sistema de ecuaciones que describe un fenómeno de transporte realista en un canal iónico. En consecuencia,
Para discretizar el sistema de ecuaciones estacionario en 2D, se adopta el método de elementos finitos mixtos basado en elementos de referencia cuadrados de ocho nodos de Taylor Hood. En el método,
El enfoque residual ponderado de Galerkin ayuda a obtener una matriz dispersa y, finalmente, el método de Picard se aplica a los términos no lineales en las ecuaciones algebraicas para linealizarlas y
Mejorar la tasa de convergencia. Solución iterativa para el sistema de ecuaciones obtenido y perfiles de concentración de especies iónicas bajo diversos efectos estéricos para mPNP.
calculado y analizado
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