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유체 흐름 안에서 두 종의 생물막 성장 시뮬레이션 모델
Simulation Model of Dual-Species Biofilm Growth in Hydrodynamic Flow 원문보기

한국시뮬레이션학회논문지 = Journal of the Korea Society for Simulation, v.20 no.1, 2011년, pp.97 - 105  

전원주 (국가수리과학연구소 융복합수리과학부) ,  이상희 (국가수리과학연구소 융복합수리과학부)

초록
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하천에서, 생물막은 녹갈색의 얇은 막의 형태로 돌, 식물, 그리고 기타 구조물의 표면에 부착되어 있다. 생물막은 주로 영양물의 순환, 수질정화, 바닥 침전물 제거, 그리고 먹이사슬내의 에너지 흐름에 매우 중요한 역할을 한다. 본 연구에서, 우리는 유체 흐름 안에서, 독소-생산 종과 독소-민감 종의 복합적 생물막을 전산 모사하는 모델을 개발하였다. 유체 흐름으로는 균일한 흐름과 불 균일한 흐름 두 가지를 고려하였다. 균일한 흐름은 확률 프로세스로 구현되었으며, 불 균일한 흐름은 나비어-스톡스 방정식으로 구현되었다. 모델에서, 독소-생산종과 독소-민감종 간의 상호작용을 고려하기 위해, 종 개체의 번식률과 사망률이 고려되어졌다. 우리는 서로 다른 두 유체 흐름 내에서 전산 모사 되어진 생물막의 구조적 형상에 대해서 간략히 논의 하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In rivers and streams, biofilms are thin layers of greenish-brown slime attached to rocks, plants, and other surfaces. Biofilms play key roles in primary production and cycling of nutrients, water quality remediation, suspended sediment removal, and energy flow to higher trophic levels. In the prese...

주제어

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제안 방법

  • The cellular automata model is described in a two-dimensional system with an L×L site grid, where L(=200) is the system size. The update is carried out synchronously in the model with respect to specimens of bacteria, nutrients, and toxicants. Each bacterial specimen, nutrient, and toxicant can move to only 1 site per timestep.

이론/모형

  • Two equations were used to simulate non-uniform flow: a continuity equation satisfying the mass conservation law and the Navier-Stokes equation in two-dimensions concerning the conservation of fluid momentum. The flow is generated in a space different from the grid space for bacterial species, nutrients, and toxicants.
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참고문헌 (21)

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  21. Leslie A.W. and Stephen O.D., "Weed and crop allelopathy," Critical Reviews in Plant Sciences, vol. 22, pp. 367-389, 2003. 

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