DNA拉伸本构关系的理论分析和数值模拟

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本课题首先介绍了目前分子生物力学在实验方面和理论方面的一些进展。其次,从宏观连续介质力学角度来讨论DNA被拉伸的力学性质。DNA的拉伸可以分为单链拉伸和双链拉伸,单链DNA被拉伸的理论模型基于空间螺旋杆的大变形理论来建立。双链DNA被拉伸的理论模型基于空间螺旋杆的大变形理论和DNA碱基对之间的范德华堆垛势函数来建立,这里碱基堆垛势将采用Lennard-Jones型势函数。从连续介质力学角度建立的模型取得了和实验基本符合的结果。同时非线性有限元方法被用来分析单链和双链DNA被拉伸的力学性质。最后,用分子动力学方法对单链和双链DNA的拉伸进行模拟和分析,取得了和实验基本符合的结果。
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