MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)umichrackham006199
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aMondal,  Avik.
■24510▼aNumerical  Methods  for  Cell-Based  Analysis  of  Epithelial  Tissue  Development  and  Analysis  of  Interscale  Dynamics  via  Turbulent  Interaction  Diagrams
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Michigan▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a237  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Lubensky,  David.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Michigan,  2025.
■520    ▼aMulticellular  organisms  develop  reproducibly  and  reliably  despite  intrinsic  genetic  and  environmental  variability.  How  tissues  manage  this  consistently  is  an  open  question.  In  this  dissertation,  we  develop  cell-based  methods  to  analyze  2D  tissue.  The  models  in  this  dissertation  are  designed  to  analyze  the  variability  of  2D  tissues  and  the  role  of  mechanics  in  developing  systems.In  Chapter  II,  we  study  the  rigidity  transition  found  in  the  vertex  model,  a  particle-based  model  useful  for  studying  the  mechanics  of  cells  in  confluent  tissues.  This  model  is  typically  considered  with  periodic  boundary  conditions  and  a  unit  cell  with  a  constant  area.  We  show  that  the  existence  of  this  transition  in  a  constant  area  vertex  model  implies  that  compression  induced  fluidization  is  a  feature  of  the  vertex  model.  We  show  that  both  the  rigidity  transition  and  thus  compression  induced  fluidization  are  features  that  are  robust  to  variations  in  the  form  of  the  free  energy.  We  discuss  the  consequent  implications  for  estimating  rigidity  in  actual  tissues.In  Chapter  III,  we  develop  a  version  of  the  vertex  model  that  can  grow  while  maintaining  periodic  boundary  conditions.  We  incorporate  growth  into  the  model  as  a  quasistatic  process,  driven  by  cells  that  only  divide  once  the  tissue  has  reached  mechanical  equilibrium.  We  introduce  novel  methods  for  determining  the  mitotic  division  plane  of  a  cell,  with  a  particular  focus  driving  on-average  anisotropic  divisions  in  tissue.  This  model  can  be  useful  for  numerically  studying  the  statistics  of  noisy  anisotropic  growth  in  2D  tissues.In  Chapter  IV,  we  develop  a  protocol  to  estimate  the  apical  area  of  cells  from  the  location  of  hairs  on  the  adult  fly  wings.  We  identify  a  reproducible  pattern  in  the  relative  area  of  these  cells.  We  show  the  presence  of  this  pattern  in  alternative  genotypes  where  cell  divisions  are  inhibited.  We  develop  methods  to  precisely  quantify  the  variability  of  these  patterns  and  measure  how  different  the  pattern  is  between  different  genotypes.  Finally,  we  analyze  the  variability  of  these  patterns  at  different  length  scales.In  the  second  part  of  this  dissertation,  we  focus  on  spectral  methods  for  analyzing  spatial  and  temporal  scales  in  fluid  dynamics.  Motivated  by  an  interest  in  understanding  spatial  and  temporal  scales  of  temperature  variance  in  general  circulation  models,  we  adapt  generalized  time-frequency  methods  from  signal  analysis  to  generalize  longstanding  theoretical  methods  in  fluid  dynamics.  In  Chapter  V,  we  introduce  the  formal  derivations  of  these  methods.  In  particular,  we  develop  derivations  of  kinetic  energy  triadic  interactions  in  both  wavenumber  and  frequency  that  can  be  used  to  study  data  and  simulation  output.  We  show  that  these  kinetic  energy  triadic  interactions  can  theoretically  be  generalized  to  passive  tracers,  including  temperature  variance.  We  use  triadic  interactions  to  probe  the  existence  of  cascades  in  frequency  space.  We  show  that  such  cascades,  which  are  well  known  in  wavenumber  space,  are  unlikely  to  exist  in  frequency  due  to  the  nonlocality  of  triads  in  frequency  space.  However,  we  discuss  how  this  nonlocality  is  precisely  what  makes  triads  so  useful  for  studying  temperature  variance  and  other  quantities  in  general  circulation  models.
■590    ▼aSchool  code:  0127.
■650  4▼aPhysics
■650  4▼aPhysical  oceanography
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■650  4▼aDevelopmental  biology
■653    ▼aEpithelial  tissues
■653    ▼aTurbulence
■653    ▼aFluid  dynamics
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■653    ▼aPeriodic  boundary  conditions
■690    ▼a0605
■690    ▼a0786
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■690    ▼a0758
■71020▼aUniversity  of  Michigan▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-03B.
■790    ▼a0127
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359937▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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