细胞微管力学行为的无网格数值模拟

摘要

本文应用高阶连续理论研究细胞微管的力学行为.通过选择适当的代表单元和势函数,应用高阶Cauehy-Born准则推导本构模型,基于得到的高阶弹性常数建立无网格数值计算框架,模拟了微管在静水压力作用下的屈曲行为和振动特性.高阶连续理论被应用以研究微管的力学特性，高阶Cauchy-Born准则被应用以推导本构模型，微管在静水压力作用下的屈曲行为被正确地模拟，微管的振动模态被正确地计算，证明方法可以实现将微管作为整体进行数值模拟，并可以克服传统Cauchy-Born准则应用时的缺点。在无网格执行时，一阶和二阶变形梯度直接由节点参量来近似，可以避免有限元法要求插值满足C1连续引起的问题，证明无网格法在高阶变形连续体的数值模拟中是非常有效的。