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生物膜的动力学理论。 (英文) Zbl 1238.35164号

摘要:我们应用二元复合流体的动力学理论公式,建立了一套生物膜和溶剂(水)两相混合物的流体动力学模型。其目的是模拟混合物中生物量的非线性增长和运输以及生物流相互作用。在二元复合流体的动力学理论公式中,由EPS(胞外聚合物)聚合物网络和细菌组成的生物量粗粒化为有效流体组分,称为有效聚合物溶液;而另一组分称为有效溶剂,由营养基质和溶剂组成。混合物被建模为不可压缩的两相流体,其中有效成分的存在通过其各自的体积分数进行量化。动力学理论框架允许纳入生物质的微观细节及其与共存有效溶剂的相互作用。生物质和溶剂相对于平均速度的相对运动由二元混合动力学描述,EPS网络链的固有分子弹性被建模为弹性哑铃。该理论适用于由生物质和溶剂混合物组成的生物膜区域和纯溶剂区域,便于对生物流相互作用进行数值模拟。讨论了在生长条件下的稳态及其稳定性。在一维空间中计算并比较了本研究中开发的三个模型在简单剪切中的非线性解。

MSC公司:

92年第35季度 与生物、化学和其他自然科学相关的PDE
92C45型 生化问题中的动力学(药代动力学、酶动力学等)
92B05型 普通生物学和生物数学
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全文: 内政部