Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1393
5
1
gregorian
2014
8
1
14
5
online
1
fulltext
fa
محاسبه ضریب دیفیوژن آب و لیپید از غشاء دولایهای بیولوژیکی به روش دینامیک ذره استهلاکی
Calculation the Diffusion Coefficient for water and Lipid through the Biological Cell Bilayer Membranes Using Dissipative Particle Dynamics Method
تعیین مقدار دقیق ضریب دیفیوژن یک ماده که میزان پخش آن ماده را در بستر ماده¬ای دیگر بیان می¬کند، برای مدلسازی دقیق فیزیکی، شرط ضروری است. دقیق¬ترین روش برای محاسبه این گونه خواص، روش¬های دینامیک مولکولی است. متأسفانه این گونه روش¬ها هزینه محاسباتی بسیار بالایی دارند. هدف از این مقاله، معرفی روشی مناسب در مقیاس مزو و ارائه الگوریتمی بهینه برای محاسبه ضریب دیفیوژن با استفاده از این روش است. در مطالعه حاضر، از روشدینامیک ذره استهلاکی(DPD)، برای محاسبه ضریب دیفیوژن آب و لیپید از غشاء دولایهای بیولوژیکی استفاده شدهاست.در نهایت نتایج کار با نتایج شبیه¬سازی¬های دینامیک مولکولی و آزمایشات مورد ارزیابی و اعتبارسنجی قرار میگیرند. با این قیاس خواهیم دانست روش مذکور علاوه بر بهینه بودن از نظر هزینه محاسباتی، از دقت مطلوبی نیز برای محاسبه ضریب دیفیوژن برخوردار است. لذا با این روش، قادر خواهیم بود به مطالعه رفتار تعادلی غشاءهای دولایهای نظیر محاسبه ضریب دیفیوژن بپردازیم که انجام آن با استفاده از روشهایی مثل دینامیک مولکولی ممکن است تا بیش از صدها برابر زمانبر باشد.
Precise ascertainment of the diffusion coefficient as the index of penetration of one species through another is essential for accurate physical modeling. The most precise and careful method for computation of these properties is Molecular Dynamics (MD). Unfortunately these methods have huge computational cost. The aim of this article is to introduce a suitable mesoscopic method and an efficient algorithm for calculating diffusion coefficient using this method. In this study we use Dissipative Particle Dynamics (DPD) for calculating diffusion coefficient of the water and lipid through the biological bilayer membranes. Eventually we validate our results with MD simulation and also experimental results. Then we can conclude about this method that besides being efficient from point of computational cost, the proposed algorithm is an accurate method for calculating diffusion coefficient. Therefore using this method, we are able to study the equilibrium behavior of bilayer membranes like calculating diffusion coefficient which with Molecular Dynamics simulations, it maybe takes more than hundreds of times.
دیفیوژن,دینامیک ذره استهلاکی,غشاء بیولوژیکی
Diffusion,Dissipative Particle Dynamics (DPD),Biological membrane
102
110
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-2308&slc_lang=fa&sid=15
Somaye
Yaghoubi Koupaye
سمیه
یعقوبی کوپایی
100319475328460052057
100319475328460052057
No
دانشگاه صنعتی اصفهان
Ahmad Reza
Pishevar
احمد رضا
پیشه ور
100319475328460052056
100319475328460052056
Yes
عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان
Mohammad Said
Saidi
محمدسعید
سعیدی
100319475328460052059
100319475328460052059
No
عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف
Yaser
Afshar
یاسر
افشار
100319475328460052058
100319475328460052058
No
دانشجو
Said
Mokhtarian
سعید
مختاریان
100319475328460052102
100319475328460052102
No
دانشجو، دانشگاه صنعتی اصفهان