Modeling of the LDL transport

naczynieWe develop and analyze the mathematical, model of the LDL transport across the arterial wall including the sensitivity of the transport coefficients to the wall shear stress studied.

It is based on the advection-diffusion equations in porous media which  are used to determine the LDL concentration profiles in each layer of the arterial wall.

Read more: Modeling of the LDL transport

Lattice Boltzmann Method on GPU: Sailfish

Sailfish logoSince 2009 we develop, an open source fluid simulation package implementing the lattice Boltzmann method (LBM) on modern Graphics Processing Units (GPUs) using CUDA/OpenCL under codename "Sailfish".

We take a novel approach to GPU code implementation and use run-time code generation techniques and a high level programming language (Python) to achieve state of the art performance, while allowing easy experimentation with different LBM models and tuning for various types of hardware.

Read more: Lattice Boltzmann Method on GPU: Sailfish

Fizyka mikrocieczy

W ostatnich latach dużym zainteresowaniem cieszą się metody zmniejszające laboratorium chemiczne do wielkości porównywalnej z pojedynczym układem scalonym. Takie miniaturowe urządzienia zwane  “Lab-on-a-chip”  są bardziej atrakcyjne w np. analizie hybrydyzacyjnej DNA od klasycznej probówki. Technologia takich urządzeń wymaga jednak głębokiego zrozumienia zachodzących tam procesów fizycznych. Ponadto techniki poruszania czy mieszania cieczy na tak małej skali są całkiem inne i wymagają nowego podejscia.

Read more: Fizyka mikrocieczy

Procesy stochastyczne

Żyjemy w świecie, w którym codziennie towarzyszą nam procesy i zjawiska losowe. Obserwujemy fluktuacje pogodowe, nieprzewidywalne ruchy cen akcji na rynkach finansowych, przypadkowe chwile rodzenia się i umierania w świecie ożywionym i nieożywionym. Opis takich procesów wymaga specjalnego aparatu matematycznego i bazuje na teorii procesów stochastycznych.

Read more: Procesy stochastyczne

Brownowskie motory

ratchet acOdkryte ponad 100 lat temu ruchy Browna dały początek dzisiejszym badaniom nad dynamiką cząstek w asymetrycznych potencjałach, zwanymi poprzez analogię Brownowskimi motorami. Stochastyczne równania różniczkowe opisujące ewolucję czasową takich obiektów pozwalają przewidywać zachowania tak różnych układów fizycznych jak motory molekularne, biologiczne, zimne ad-atomy czy złącza Josephsona. Pomimo 20 lat badań układy te wciąż potrafią zaskakiwać naukowców, pozwalając odkrywać nowe, nieznane własności.

Read more: Brownowskie motory

Anomalny transport

Czy możliwy jest ruch cząstek w kierunku przeciwnym do kierunku stałej siły działającej na cząstki? Tak i wówczas mówimy, że układ wykazuje ujemną ruchliwość (ujemną przewodność, ujemny opór). Realizacją układu wykazującym takie zjawisko  może być złącze Josephsona. Czy przypadkowe fluktuacje mogą zwiększać  sprawność motorów molekularnych?  Tak i być może dlatego transport wewnątrz komórek biologicznych jest tak wydajny. Badamy takie zagadnienia i badamy  wpływ parametrów układu na własności transportowe, takie jak wartość średnia  prędkości, jej fluktuacje, sprawność czy efektywna dyfuzja opisująca jakość transportu. Badamy również warunki w jakich w układzie występuje anomalny transport wykazujący ujemną ruchliwość (przewodność), warunki dla optymalnego transportu, wpływ efektów inercyjnych, tarcia, temperatury otoczenia, korelacji szumu czy efektów kwantowych.
 

Read more: Anomalny transport