ナノファイバー空気ろ過膜の効果的な理論的数値計算および解析のために、ナノファイバー膜の空気ろ過性能計算解析システムを構築した。本システムで用いられる3次元再構成、ろ過効率計算およびろ過圧力降下計算などのアルゴリズムを研究した。ノイズ除去処理、2値化、細線化アルゴリズムおよび離散化によりナノファイバー膜の特徴を抽出し、ナノファイバー膜の特徴情報の定義、保存および可視化レンダリングを通じて3次元再構成を実現した。粒子とナノファイバーとの衝突検出および力学解析により、粒子がナノファイバー膜に捕獲される量を判断してろ過効率を計算した。最後に、ポアズイユの法則と圧力降下の原理に基づき、SEM画像を用いたろ過圧力降下計算モジュールを実現した。ナノファイバー膜のトポロジー構造と厚さについて数値計算と実験比較を行い、比較結果からろ過効率計算誤差は10％以内、ろ過圧力降下計算誤差は20％以内であり、計算結果の傾向は実験結果と一致しており、異なるトポロジー構造のろ過性能差を反映できることを確認した。

ナノファイバー膜;3次元再構成;解析システム;ろ過効率;ろ過圧力降下