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PB-steric 方程:泊松-玻尔兹曼方程的一般模型

偏微分方程分析 2024-03-21 v3

摘要

当离子拥挤时,离子间空间排斥效应(可产生电荷密度分布的振荡)变得显著,传统的泊松-玻尔兹曼(PB)方程应被修正。已有若干修正 PB 方程被提出,但其总离子电荷密度无振荡。这促使我们推导一类称为 PB-steric 方程的 PB 方程一般模型,其带参数 Λ\Lambda,在不同空间效应与化学势假设下不仅包含传统与修正 PB 方程,且具振荡总离子电荷密度。当 Λ=0\Lambda=0 时,PB-steric 方程退化为传统 PB 方程;而当 Λ>0\Lambda>0 时,离子与溶剂分子浓度由 Lambert 型函数确定。为逼近修正 PB 方程,我们研究带 Robin 边界条件的 PB-steric 方程在 Λ\Lambda 趋于无穷时的渐近极限。理论结果表明,PB-steric 方程(对 0Λ0\leq\Lambda\leq\infty)可包含传统与修正 PB 方程。另一方面,我们利用 PB-steric 方程求得传统与修正 PB 方程无法获得的振荡总离子电荷密度。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.10167,
  title  = {PB-steric equations: A general model of Poisson-Boltzmann equations},
  author = {Jhih-Hong Lyu and Tai-Chia Lin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.10167},
  year   = {2024}
}

备注

16 pages, 1 figure. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2205.12513