一个基于PHG平台的并行有限元生物分子模拟解法器

• 作者: 卢本卓 许竞劼 谢妍
• 来源期刊: 数值计算与计算机应用
• 关键词: 解法器 PHG 生物溶液 静电场 扩散 算法
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 页码范围: 67-82
• 语种: 中文

摘要

本文介绍一个面向生物分子模拟的并行有限元解法器,该解法器基于三维并行自适应有限元软件平台PHG[1],计算并模拟在生物溶液系统在静电场下的扩散过程.该解法器的最新版本在已有算法的基础上[2],添加了整体求解、含时求解等一些新算法,规范并扩展了边界条件的选取,并整合多项辅助功能,现提供对于Poisson-Nernst-Planck (PNP)方程的两个含时算法和四个稳态算法,以及对于Smoluchowski-Poisson-Boltzmann (SPB)方程的一个稳态算法.解法器可模拟生物分子,离子通道和纳米管等模型,通过有限元方法计算静电场和离子浓度分布,并计算电流强度、反应速率等物理量,可研究离子通道的选择机理,酶的催化反应过程及反应速率等问题.相关软件、工具和进展见www.continuummodel.org.