原生质流动中速度分布的随机流体动力学模拟

Vladislav Egorov; Olga Maksimova; Irina Andreeva; Hiroshi Koibuchi; Satoshi Hongo; Shinichiro Nagahiro; Toshiyuki Ikai; Madoka Nakayama; Shuta Noro; Tetsuya Uchimoto; Jean-Paul Rieu

doi:10.1063/5.0019225

原生质流动中速度分布的随机流体动力学模拟

统计力学 2021-02-03 v3 介观与纳米尺度物理

作者: Vladislav Egorov , Olga Maksimova , Irina Andreeva , Hiroshi Koibuchi , Satoshi Hongo , Shinichiro Nagahiro , Toshiyuki Ikai , Madoka Nakayama , Shuta Noro , Tetsuya Uchimoto , Jean-Paul Rieu

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摘要

在轮藻和柔曲丽藻的案例中，植物细胞内的原生质流动是直接可见的，并且已知这种流动在生物物质运输中发挥作用。因此，相关研究侧重于从流体力学角度探讨分子运输。然而，沿流动方向 $x$ 观察到的速度分布（在 $V_x\!=\!0$ 和有限值 $V_x(\not=\!0)$ 处呈现两个峰值）仍有待研究。本文通过数值方法研究了这种流场行为是否可以通过假设随机布朗力的二维库埃特流随机 Navier-Stokes (NS) 方程来模拟。我们提供了首个数值证据，表明这些峰值可由随机 NS 方程重现，这意味着流体粒子的布朗运动在速度分布中这些峰值的涌现中发挥了关键作用。我们还发现， $V_x(\not=\!0)$ 处峰值的位置随随机布朗力强度 $D$ 的变化而移动，该位置也取决于运动粘度、边界速度和植物细胞直径等物理参数。

关键词

原生质流动随机流体动力学 Navier-Stokes 方程速度分布布朗力库埃特流

引用

@article{arxiv.2006.12067,
  title  = {Stochastic Fluid Dynamics Simulations of the Velocity Distribution in Protoplasmic Streaming},
  author = {Vladislav Egorov and Olga Maksimova and Irina Andreeva and Hiroshi Koibuchi and Satoshi Hongo and Shinichiro Nagahiro and Toshiyuki Ikai and Madoka Nakayama and Shuta Noro and Tetsuya Uchimoto and Jean-Paul Rieu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.12067},
  year   = {2021}
}

备注

42 pages, 9 figures

原生质流动中速度分布的随机流体动力学模拟

摘要

关键词

引用

备注

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