An innovative lattice Boltzmann model for simulating Michaelis–Menten-based diffusion–advection kinetics and its application within a cartilage cell bioreactor
An innovative lattice Boltzmann model for simulating Michaelis–Menten-based diffusion–advection kinetics and its application within a cartilage cell bioreactor
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一种创新的格子玻尔兹曼模型，用于模拟基于 MichaelisâMenten 的扩散平流动力学及其在软骨细胞生物反应器中的应用
DOI：
10.1007/s10237-009-0164-3
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发表时间：
--
影响因子：
3.5
通讯作者：
Becker
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Moaty Sayed;Hussein;Becker
格子玻尔兹曼模型（LBM）正在迅速显示出它们模拟许多流体动力学问题的能力，这些问题以前需要非常复杂的方法。本研究提出一种模拟二维层流中基质扩散-平流输运的LBM。该模型认为，基板流入到一组放置在流场内的活性细胞。采用LBM模拟细胞活性的方法，采用Michaelis-Menten动力学方法。通过数值算例验证了该模型的有效性，得到了较高的精度.在验证之后，该模型被用于模拟在水中扩散的氧底物的运输，以在新设计的生物反应器内喂养一组活性软骨细胞。
Lattice Boltzmann models (LBM) are rapidly showing their ability to simulate a lot of fluid dynamics problems that previously required very complex approaches. This study presents a LBM for simulating diffusion–advection transport of substrate in a 2-D laminar flow. The model considers the substrate influx into a set of active cells placed inside the flow field. A new innovative method was used to simulate the cells activity using the LBM by means of Michaelis–Menten kinetics. The model is validated with some numerical benchmark problems and proved highly accurate results. After validation the model was used to simulate the transport of oxygen substrates that diffuse in water to feed a set of active cartilage cells inside a new designed bioreactor.
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--
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