• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2013 年度 実施状況報告書

微生物プロセスのモデリングと逆問題解析および数値シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 24540127
研究機関岡山大学

研究代表者

渡辺 雅二  岡山大学, その他の研究科, 教授 (30243546)

キーワード数学モデル / 数値シミュレーション / 逆問題 / 初期値問題 / 微生物 / ポリマー
研究概要

平成25年度は,平成24年度に引き続き,ポリマー生分解評価の数理的解析法を確立させ,また鳥インフルエンザ抑制に向けた養鶏ファーム管理方法を提案することを目標に,モデリング,解析,シミュレーションによる研究を行うことを計画した。ポリマー生分解に関しては,特に分解率の時間ファクターに関する研究に重点を置いた。分解率は分子量ファクターと時間ファクターに分解される。時間ファクターには,溶存酸素量,温度,微生物個体数などがあるが,特に微生物個体数の場合に着目し,解析を行った。微生物の増殖率は,微生物個体数と微生物が利用可能な炭素源としてのポリマー量に依存するとした。すなわち,微生物個体数が平衡状態を維持するために要する単位個体数あたりの炭素量があり,微生物個体数は,単位個体数あたりの炭素源がこの炭素量より大きいとき増加し,単位個体数あたりの炭素源がこの炭素量より小さいとき減少する。この前提のもと,ポリエチレングリコール(PEG)に関する実験結果を解析に導入し,分解率分子量ファクターと時間ファクターを求めた。分解率分子量ファクターと時間ファクターが得られた後,初期値問題を数値的に解くことによりポリエチレングリコールの推移に関するシミュレーションを行い,数値結果と実験結果を比較した。ポリエチレングリコールに関しては,従来用いられた実験結果ばかりでなく,PEG 6000の微生物コンソーシウムE1の培養前と培養2日後,4日後,7日後の質量分布に関する実験結果も用いた

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

バクテリアやカビなどの微生物とそれらの生育に必要となる炭素源との相互関係や,ウイルスやとホストの相互関係のような,微生物と微生物が依存する要因との相互関係を数学の枠組みの中で研究することが本研究の目的である。特に,合成ポリマー生分解プロセスの解析法を確立させ,鳥インフルエンザの養鶏ファーム内での蔓延を抑制するための対策を提案することを目標とした。合成ポリマー生分解プロセスの解析法に関しては,数学モデルに対し,これまでにある程度の結果が得られた。また,分解率の時間ファクターを求めるための逆問題に関する研究も進展した。

今後の研究の推進方策

平成26年度は,平成25年度までの成果を更に発展させる。ポリマー生分解プロセスに関しては,数学モデルと数値シミュレーションによる数理的解析手法の確立を目標に研究を実施する。また,これまでと同様に,実験結果を解析結果に導入し,逆問題と初期値問題を数値的に解くことにより,解析手法の妥当性を検証する。また,モデリングとシミュレーションによる鳥インフルエンザの養鶏ファーム内での蔓延抑制に関する研究も進めることを目標とする。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Numerical Study on Microbial Effects in Biodegradation of Xenobiotic Polymers2013

    • 著者名/発表者名
      MASAJI WATANABE, FUSAKO KAWAI
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12th International Conference on System Science and Simulation in Engineering (ICOSSSE'13), Morioka City, Iwate, Japan, 2013, Recent Advances in Electrical Engineering Series

      巻: 12 ページ: 121 - 126

    • 査読あり
  • [雑誌論文] STUDY ON MICROBIAL DEPOLYMERIZATION PROCESSES OF EXOGENOUS TYPE BY MODELING AND SIMULATION2013

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 雑誌名

      Proceedings of the IASTED International Conference on Control and Applications (CA 2013), Editor: M.H. Hamza, August 26 - 28, 2013 Honolulu, USA

      巻: ― ページ: 164-171

    • DOI

      10.2316/P.2013.805-033

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of Microbial Depolymerization Processes of Polyethylene Glycol based on Degradation Rate after Cultivation for Two and Four Days2013

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 雑誌名

      Proceedings of the AASRI Winter International Conference on Engineering and Technology (AASRI-WIET 2013), Editors: Wei Deng

      巻: ― ページ: 115-118

    • DOI

      doi:10.2991/wiet-13.2013.26

    • 査読あり
  • [学会発表] Mathematical study on roll of microorganisms in microbial depolymerization processes2014

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe,Fusako Kawai
    • 学会等名
      日本数学会2014年度年会,学習院大学,2014年3月
    • 発表場所
      学習院大学
    • 年月日
      20140317-20140317
  • [学会発表] Mathematical techniques in study on microbial depolymerization processes2014

    • 著者名/発表者名
      ○渡辺雅二,河合富佐子
    • 学会等名
      平成25年度 日本数学会 中国・四国支部例会,島根大学総合理工学部,平成26年1月26日
    • 発表場所
      島根大学総合理工学部
    • 年月日
      20140126-20140126
  • [学会発表] Simulation of Microbial Depolymerization Processes of Polyethylene Glycol based on Degradation rate after Cultivation for Two and Four days2013

    • 著者名/発表者名
      ○Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      2013 AASRI Winter International Conference on Engineering and Technology (AASRI-WIET 2013), December 28-29, 2013, Saipan, USA
    • 発表場所
      Saipan, USA
    • 年月日
      20131229-20131229
  • [学会発表] Studies on inverse problems for microbial depolymerization processes2013

    • 著者名/発表者名
      ○Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      第39回発展方程式研究会,2013年12月21日~12月23日,日本女子大学目白キャンパス
    • 発表場所
      日本女子大学目白キャンパス
    • 年月日
      20131222-20131222
  • [学会発表] Modeling and Simulation In Studies on Biodegradation of Xenobiotic Polymers2013

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Mathematics, Statistics and Application (ICMSA) 2013, December 12 - 13, Garuda Plaza International Hotel-Medan, Medan-Indonesia
    • 発表場所
      Garuda Plaza International Hotel-Medan, Medan-Indonesia
    • 年月日
      20131212-20131212
    • 招待講演
  • [学会発表] Simulaltion for microbial depolymerization processes of polyethylene glycol2013

    • 著者名/発表者名
      ○Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      The International Conference on Advances in Intelligent Systems in Bioinformatics, Chem-Informatics, Business Intelligence, Social Media and Cybernetics (IntelSys), Gran Melia Hotel, Jakarta
    • 発表場所
      Gran Melia Hotel, Jakarta
    • 年月日
      20131011-20131011
  • [学会発表] Modeling and simulation for microbial depolymerization processes of xenobiotic polymers with time factor of degradation rate2013

    • 著者名/発表者名
      ○Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      2013 日本数学会 秋季総合分科会
    • 発表場所
      愛媛大学城北キャンパス
    • 年月日
      20130926-20130926
  • [学会発表] Study on Microbial Depolymerization Processes of Exogenous Type by Modeling and Simulation2013

    • 著者名/発表者名
      ○Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      The 15th IASTED International Conference on Control and Applications (CA 2013),August 26 - 28, 2013, Honolulu, Hawaii
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      20130826-20130826
  • [学会発表] Study on Biodegradation of Xenobiotic Polymers with Time Factor of Degradation Rates2013

    • 著者名/発表者名
      ○Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      The 9th East Asia Siam Conference (EASIAM), 2nd Conference on Industrial and Applied Mathematics (CIAM), Bandung, Indonesia, June 18-20, 2013
    • 発表場所
      Bandung, Indonesia
    • 年月日
      20130618-20130618
  • [学会発表] Numerical Study on Microbial Effects in Biodegradation of Xenobiotic Polymers2013

    • 著者名/発表者名
      ○Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      12th International Conference on System Science and Simulation in Engineering (ICOSSSE'13), Morioka City, Iwate, Japan, April 23-25, 2013
    • 発表場所
      Morioka City, Iwate, Japan
    • 年月日
      20130424-20130424
  • [備考] 発表論文

    • URL

      http://www.ems.okayama-u.ac.jp/ems_2/watanabe/publications.html

  • [備考] 研究発表

    • URL

      http://www.ems.okayama-u.ac.jp/ems_2/watanabe/presentations.html

URL: 

公開日: 2015-05-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi