細胞膜內流體應力分析

2022-09-01 17:45:10 字數 1749 閱讀 2729

圖1 細胞受力在y向投影

蠕動流細胞液和細胞質可以視為蠕動流體,在流動過程中其黏性力遠大於慣性力,

蠕動流的控制方程(斯托克斯方程)

其中雙線p為 柯西應力張量,也可表示為σij,包含黏性力與壓力,f則為體積力(可視為內部應力)。

詳見 因為細胞液不可壓縮,視為牛頓流體,斯托克斯方程變為(3維向量形式)

u是流體的速度,p是壓力的梯度, μ是動態粘度,f是體積力。

詳見

結合圖1,只看y向投影,則有

即為**中公式1

為了求解式2,加入邊界條件,變為

其中 為3維狄拉克函式, 表示只在原點處有力,即力是位於原點的點力。力場梯度在無窮遠處為0.

方程的解為

雙線j為力的張量場, 雙線i為單位張量,r為過原點的任意向量。

對於連續場(細胞模型)式4可以寫成積分形式

f為力場密度,r』為過原點的任意向量

式6為三維向量形式,可將其投影在y面上,降為面積分

對於彈性體(細胞膜)來說,應力和形變的關係可以用下面公式表達

其中, 為力密度, 為體變數, 為彈性係數張量

投影到y面,則有

結合式7,則有

則有

等同於**式4和式5