|
|
The Role of Charge Regulation in Weak Polyampholytes
Lunkad, Raju ; Košovan, Peter (vedoucí práce) ; de Sousa Dias, Rita (oponent) ; Gonzalez, Jose Luis Garces (oponent)
Slabý polyamfolyt je polymer obsahující jak kyselé tak i bazické skupiny na jednom řetězci. Ve vodných roztocích tyto skupiny disociují v určitém rozmezí pH. S rostoucím pH tak může změna disociace jednotlivých skupin vést ke změně znaménka celkového náboje polyamfolytu z pozitivního na negativní. Schopnost slabých amfolytů regulovat svůj náboj v reakci na změnám pH je důležitá v různých aplikacích i v biologických systémech. I když výzkumu slabých polyamfolytů už bylo věnováno značné úsilí, pochopení některých jejich vlastností dosud není zcela uspokojivé. V této práci jsem systematicky studoval regulaci náboje modelových slabých polyam- folytů, konkrétně krátkých peptidů v roztocích, a při interakci s polyelektrolyty. V návaznosti na to jsem dále studoval regulace náboje polyzwitterionů. Všechny tyto studie byly provedeny pomocí jednoduchých zhrubených (coarse-grained) modelů. Simulace těchto modelů jsem prováděl pomocí Langevinovské dynamiky v constant-pH souboru, což mi umožnilo zahrnout vliv acidobazické rovnováhy kyselých a zása- ditých skupin. Pomocí našich simulací jsme dokázali vysvětlit jak elektrostatické interakce mezi ionizovatelnými kyselými a bazickými funkčními skupinami v peptidech a polyzwitterionech ovlivňují jejich reakci na změny pH. Porovnáním výsledků našich simulací s...
|
|
|
Inverse mass matrix for higher-order finite element method in linear free-vibration problems
Kolman, Radek ; González, J.G. ; Cimrman, Robert ; Kopačka, Ján ; Cho, S.S. ; Park, B.G.
In the paper, we present adirect inverse mass matrix in the higher-orderfinite element method forsolid mechanics. The direct inverse mass matrix is sparse, has the same structure as the consistent mass matrixand preserves the total mass. The core of derivation of the semi-discrete mixed form is based on the Hamilton’s principle of leastaction. The cardinal issue is finding the relationship between discretized velocities and discretized linear momentum. Finally, the simple formula for the direct inversemass matrix is presented as well as thechoice of density-weighted dual shape functions for linear momentum with respect to the displacement shape functionwith achoice of the lumping mass method for obtaining the correct and positive definitive velocity-linear momentum operator. The application of Dirichlet boundaryconditions into the direct inversemass matrix forafloating system is achieved usingthe projection operator. The suggested methodology is tested on a free-vibration problem of heterogeneous bar for different ordersof shape functions.
|
|
|
An explicit time scheme with local time stepping for one-dimensional wave propagation in a bimaterial bar
Kolman, Radek ; Cho, S.S. ; Gonzalez, J.G. ; Park, K.C. ; Berezovski, A.
In this paper, we test a two-time step explicit scheme with local time stepping. The standard explicit time scheme in finite element analysis is not able to keep accuracy of stress distribution through meshes with different local Courant numbers for each finite element. The used two-time step scheme with the diagonal mass matrix is based on the modification of the central difference method with pullback interpolation. We present a numerical example of one-dimensional wave propagation in a bimaterial elastic bar. Based on numerical tests, the employed time scheme with pullback interpolation and local stepping technique is able to eliminate spurious oscillations in stress distribution in numerical modelling of shock wave propagation in heterogeneous materials.
|
host ::
RSS.