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缺水条件下植物细胞力学模型研究
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:农业机械学报
  • 时间:2011
  • 页码:167-170+175
  • 分类:Q947.6[生物学—植物学]
  • 作者机构:[1]江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室,镇江212013, [2]江苏大学机械工程学院,镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(31071327); 江苏高校优势学科建设工程资助项目(苏财教(2011)8号)
  • 相关项目:基于作物生理生态的温室黄瓜虚拟生长模型研究
中文摘要:

为研究单个叶肉细胞在缺水条件下的力学行为,利用有限元方法(FEA)建立了符合生理学特征的叶肉细胞力学模型——内部充满液体的球形细胞力学模型。根据水分代谢方程,计算出由于蒸腾作用而产生叶肉细胞膨压变化量,对单个细胞进行受力分析,得到细胞壁上任一点的膨压随时间变化的动力学方程,通过该模型得到膨压改变与单细胞变形之间的关系。仿真结果表明:在细胞内膨压随时间从200 kPa减小到120 kPa过程中,细胞半径从3.55×10-5 m减小到2.42×10-5 m;同时可以看出细胞壁的力学性能参数对细胞的变形有明显的影响:穆尼材料常数C1分别取0.71、.0、1.5 MPa时,细胞在初始膨压200 kPa作用下的细胞半径大小分别为3.58×10-5、3.30×10-5、3.13×10-5 m;穆尼材料常数C2分别取0.10、0.15、0.20 MPa时,细胞在初始膨压200 kPa作用下细胞大小分别为1.41×10-5、1.22×10-5、1.10×10-5 m。

英文摘要:

A mechanical model of a cell was established by using finite element technique to study mechanical behavior of the cell on condition that the plant was water stressed.Based on the biophysical equation,the change of the turgor pressure in cell caused by transpiration was obtained.Then the dynamics equation of turgor pressure was got.The result showed the relation between the turgor pressure and the deformation of the cell.The results also showed that the radius of the cell decreased from 3.55×10-5 m to 2.42×10-5 m nonlinearly when the turgor pressure changed from 200 kPa to 120 kPa linearly;and the deformation was influenced by material mechanical parameter of cell wall.The radius of the cell was 3.58×10-5 m,3.30×10-5 m,3.13×10-5 m respectively as the Mooney-Rivlin constant(C1) was 0.7 MPa,1.0 MPa,1.5 MPa when the turgor pressure was 200 kPa;the radius of the cell was 1.41×10-5 m,1.22×10-5 m,1.10×10-5 m.respectively as the Mooney-Rivlin constant(C2) was 0.10 MPa,0.15 MPa,0.20 MPa when the turgor pressure was 200 kPa.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884