An Upscaled Model for Permeable Biofilm in a Thin Channel and Tube

↓ Direkt till sidans innehåll
↓ Direkt till sidans sekundära innehåll (sidomenyn)

Sökning: id:"swepub:oai:DiVA.org:kau-77247" > An Upscaled Model f...

1 av 1
Föregående post
Nästa post
Till träfflistan

Landa-Marban, DavidNORCE, Norway; University of Bergen, Norway (författare)

An Upscaled Model for Permeable Biofilm in a Thin Channel and Tube

Artikel/kapitelEngelska2020

Förlag, utgivningsår, omfång ...

2020-01-21
Springer,2020
electronicrdacarrier

Nummerbeteckningar

LIBRIS-ID:oai:DiVA.org:kau-77247
https://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kau:diva-77247URI
https://doi.org/10.1007/s11242-020-01381-5DOI

Kompletterande språkuppgifter

Språk:engelska
Sammanfattning på:engelska

Ingår i deldatabas

SwePubSwePub

Klassifikation

Ämneskategori:ref swepub-contenttype
Ämneskategori:art swepub-publicationtype

Anmärkningar

In this paper, we derive upscaled equations for modeling biofilm growth in porous media. The resulting macroscale mathematical models consider permeable multi-species biofilm including water flow, transport, detachment and reactions. The biofilm is composed of extracellular polymeric substances (EPS), water, active bacteria and dead bacteria. The free flow is described by the Stokes and continuity equations, and the water flux inside the biofilm by the Brinkman and continuity equations. The nutrients are transported in the water phase by convection and diffusion. This pore-scale model includes variations in the biofilm composition and size due to reproduction of bacteria, production of EPS, death of bacteria and shear forces. The model includes a water-biofilm interface between the free flow and the biofilm. Homogenization techniques are applied to obtain upscaled models in a thin channel and a tube, by investigating the limit as the ratio of the aperture to the length epsilon of both geometries approaches to zero. As epsilon gets smaller, we obtain that the percentage of biofilm coverage area over time predicted by the pore-scale model approaches the one obtained using the effective equations, which shows a correspondence between both models. The two derived porosity-permeability relations are compared to two empirical relations from the literature. The resulting numerical computations are presented to compare the outcome of the effective (upscaled) models for the two mentioned geometries.

Ämnesord och genrebeteckningar

NATURVETENSKAP Matematik hsv//swe
NATURAL SCIENCES Mathematics hsv//eng
Biofilm
Bioclogging
Mathematical model
Homogenization
Porosity-permeability relationships
Matematik
Mathematics

Biuppslag (personer, institutioner, konferenser, titlar ...)

Bodtker, GunhildNORCE, Norway (författare)
Kumar, KundanKarlstads universitet,Institutionen för matematik och datavetenskap (from 2013)(Swepub:kau)kundkuma (författare)
Pop, Iuliu S.University of Bergen, Norway; Hasselt University, Belgium (författare)
Radu, Florin A.University of Bergen, Norway (författare)
NORCE, Norway; University of Bergen, NorwayNORCE, Norway (creator_code:org_t)

Sammanhörande titlar

Ingår i:Transport in Porous Media: Springer132:1, s. 83-1120169-39131573-1634

Internetlänk

Hitta via bibliotek

Transport in Porous Media (Sök värdpublikationen i LIBRIS)

Till lärosätets databas

1 av 1
Föregående post
Nästa post
Till träfflistan

Hitta mer i SwePub

Av författaren/redakt...: Landa-Marban, Da ...; Bodtker, Gunhild; Kumar, Kundan; Pop, Iuliu S.; Radu, Florin A.

Om ämnet

NATURVETENSKAP: NATURVETENSKAP; och Matematik

Artiklar i publikationen: Transport in Por ...

Av lärosätet: Karlstads universitet

Sök utanför SwePub

Sök vidare i:: Google; Google Book Search; Google Scholar

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.

LIBRIS.kb.se