EFFECT OF SURFACE MORPHOLOGY AND BEHAVIOR OF FLUID MECHANICS ON SUBSTRATE REMOVAL OF BIOFILM

表面形态和流体力学行为对生物膜基底去除的影响

• 批准号: 12650556
• 负责人: OKUBO Takaki
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: HAKODATE NATIONAL COLLEGE OF TECHNOLOGY
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12650556/
• 关键词: biofilm; surface morphology; measurement method; rms; power spectrum; PTV method; fluid mechanics; orthogonal finite element method; 写真測量; 流体挙動; PJV法; 生物膜表面凹凸; 2次元パワースペクトル; 直交選点法; 有限要素法; 生物膜表面形態; CCDカメラ; 実体顕微鏡; 相互相間法; 形態定量化; 流体計測; 3次元

The purpose of this study are development of measuring methods and investigations for the effect of surface morphology of biofilm and behavior of fluid mechanics over the biofilm surface on substrate removal of biofilm. By study from 2000 period to 2002, following results were gained and the problems of this study were offered.(1-1)Possibility of stereo measurement for biofilm surface is cleared.(1-2)Quantitative comparison between laser displacement measurement and stereo measurement is carring out as treatment of data from 2003 period.(2-1)Quantify of biofilm surface was carried out by surface area, rms and 2-D power spectrum.(2-2)Quantitative relations between substrate removal rate and rms, surface area or power spectrum were cleared.(3-1)Measuring method of behavior of fluid over the biofilm surface was developed by PTV method with stereo micro scope, fluorescent particle, violet laser and cutoff filter.(4-1)Orthogonal collocation finite element method was developed to analyze the unsteady diffusive reactive equation numerically for 2-D biofilm model.

本研究的目的是开发测量方法并研究生物膜表面形态和生物膜表面流体力学行为对生物膜基质去除的影响。通过2000年至2002年的研究，取得了以下成果并提出了本研究存在的问题。(1-1)明确了生物膜表面立体测量的可能性。(1-2)激光位移测量与立体测量的定量比较对 2003 年期间的数据进行处理。(2-1)通过表面积、rms 和 2-D 功率谱对生物膜表面进行定量。(2-2)定量明确了基质去除率与均方根、表面积或功率谱之间的关系。(3-1)建立了利用体视显微镜、荧光粒子、紫激光和截止滤光片的PTV方法测量生物膜表面流体行为的方法。 (4-1)提出了正交配置有限元法，对二维生物膜模型的非定常扩散反应方程进行数值分析。

项目成果

大久保, 伊藤, 梶川, 西野: "PTV法による凹凸表面上の流体計測"土木学会北海道支部論文報告集. 58. 980-981 (2002)

Okubo、Ito、Kajikawa、Nishino：“使用 PTV 方法在不平坦表面上进行流体测量”日本土木工程师学会北海道分会会议记录 58. 980-981 (2002)。

大久保孝樹: "直交選点有限要素法による拡散反応方程式の数値計算"土木学会北海道支部論文報告集. 59. 886-889 (2003)

Takaki Okubo：“使用正交配置有限元法进行扩散反应方程的数值计算”日本土木工程学会北海道分会论文报告 59. 886-889 (2003)。

大久保, 西野: "生物膜表面形状の測定技術に関する研究"土木学会第56回年次学術講演集. 56(CD-ROM). (2001)

大久保，西野：“生物膜表面形状测量技术的研究”第56届日本土木工程学会学术会议论文集56（CD-ROM）。

T.OKUBO, K.NISHINO, A.ITO, T.KAJIWARA: "Fluid Measurement over the Irregular Surface with PTV Method. -Basic Study on Fluid Behavior over Biofilm Surface -"Hokkaido Branch of Civil Engineering Association Annual Conference. Vol.58. 980-981 (2002)

T.OKUBO、K.NISHINO、A.ITO、T.KAJIWARA：“用 PTV 方法测量不规则表面的流体。-生物膜表面流体行为的基础研究 -”土木工程学会北海道分会年会。

大久保孝樹, 西野耕一: "PTV法による凹凸表面上の流体計測-生物膜表面上の流体計測の基礎-"土木学会北海道支部論文報告集. 第58号. 980-981 (2002)

Takaki Okubo、Koichi Nishino：“使用 PTV 方法在不平坦表面上进行流体测量 - 生物膜表面上的流体测量基础”日本土木工程师学会北海道分会会议记录第 58. 980-981 号（2002 年）。