Integrated Numerical Method for Simulation of Flow-Induced Structures and Macro Flows of Complex Fluids

• Project/Area Number: 20360084
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Fluid engineering
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: YAMAMOTO Takehiro Osaka University, 工学研究科, 准教授 (40252621)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): YASUDA Kazunori 愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (80239756)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥13,910,000 (Direct Cost: ¥10,700,000、Indirect Cost: ¥3,210,000); Fiscal Year 2010: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2009: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2008: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 複雑流体 / 流動誘起構造 / ミクロ・マクロシミュレーション / 数値シミュレーション / 数値解析 / ミクロシミュレーション / サスペンション / ミセル分散系

Research Abstract

The present simulation aimed to develop the integrated numerical method for the simulation of flow-induced structures and macro flows of complex fluids. Brownian dynamics simulation models for various fluids were proposed and macro flow analyses coupling with the micro simulation of flow-induced structures via a stress tensor were performed. In experimental studies, the relation between the flow behavior of wormlike micelle dispersion systems and their flow-induced structures was investigated. The experimental results provided useful information and knowledge for the development of numerical models.

Research Products

• [Journal Article] Numerical Analysis of Shear Banding Flow of Wormlike Micelle Solutions between Parallel Channels using a Network Scission Model (2011)
  • Author(s): T.Yamamoto, K. Sawa
  • Journal Title: Nihon Reoroji Gakkaishi 39 Pages: 105-111
  • NAID: 10030208028
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical Analysis of Shear Banding Flow of Wormlike Micelle Solutions between Parallel Channels using a Network Scission Model (2011)
  • Author(s): Takehiro Yamamoto, Kazuhiro Sawa
  • Journal Title: 日本レオロジー学会誌 Volume: 39(印刷中)
  • NAID: 10030208028
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical Simulation of Extrusion Flows of Polymer Melts and Disclike Particle Suspensions Based on Stochastic Calculation of Their Mesoscale Structures (2010)
  • Author(s): T. Shimizu, T.Yamamoto
  • Journal Title: Journal of Fluid Science and Technology 5 Pages: 403-415
  • NAID: 130000303626
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Brownian Dynamics Simulation of Multiphase Suspension of Disc-Like Particles and Polymers (2010)
  • Author(s): T.Yamamoto, H. Kasama
  • Journal Title: Rheologica Acta 49 Pages: 573-584
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Brownian Dynamics Simulation of Multiphase Suspension of Disc-Like Particles and Polymers (2010)
  • Author(s): Takehiro Yamamoto, Hiroki Kasama
  • Journal Title: Rheologica Acta Volume: 49 Pages: 573-584
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical Simulation of Extrusion Flows of Polymer Melts and Disclike Particle Suspensions Based on Stochastic Calculation of Their Mesoscale Structures (2010)
  • Author(s): Tomohiro Shimizu, Takehiro Yamamoto
  • Journal Title: Journal of Fluid Engineering and Science Volume: 5 Pages: 403-415
  • NAID: 130000303626
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Velocity Measurements for Shear Flows of CTAB/NaSal Aqueous Solutions between Parallel Plates (2009)
  • Author(s): T.Yamamoto, K. Sawa, K. Mori
  • Journal Title: Journal of Rheology 53 Pages: 1347-1362
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Creep Tests, Flow Birefringence Measurements, and Flow Visualization of CTAB/NaSal Systems in Shear Flow between Parallel Plates (2009)
  • Author(s): A.Yamashita, K. Mori, K. Sawa, T.Yamamoto
  • Journal Title: Journal of Fluid Science and Technology 4 Pages: 699-710
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 細管から射出される界面活性剤水溶液の液滴形成に対する動的表面張力の影響 (2009)
  • Author(s): 山本剛宏, 加藤有樹, 山下敦史
  • Journal Title: 日本機械学会論文集B編 75 Pages: 905-912
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Creep Tests,Flow Birefringence Measurements,and Flow Visualization of CTAB/NaSal Systems in Shear Flow between Parallel Plates (2009)
  • Author(s): Atsushi Yamashita, Kouki Mori, Kazuhiro Sawa, Takehiro Yamamoto
  • Journal Title: Journal of Fluid Science and Technology 4 Pages: 699-710
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Velocity Measurement for Shear Flows of CTAB/NaSal Aqueous Solutions between Parallel Plates (2009)
  • Author(s): Takehiro Yamamoto, Kazuhiro Sawa, Kouki Mori
  • Journal Title: Journal of Rheology 53 Pages: 1347-1362
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical Simulation of startup Flows of Wormlike Micellar Solutions in an Axisymmetric Capillary Channel using a Modified Bautista-Manero Model (2009)
  • Author(s): Atsushi Yamashita, Takehiro Yamamoto, Takamasa Hashimoto
  • Journal Title: 日本レオロジー学会誌 37(in press)
  • NAID: 10025542819
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Flow Analysis for Wormlike Micellar Solutions in an Axisymmetric Capillary Channel (2008)
  • Author(s): T.Yamamoto, T. Hashimoto, A.Yamashita
  • Journal Title: Rheologica Acta 47 Pages: 963-976
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 複雑流体の流動誘起構造とマクロ流動の統合的数値解析手法 (2010)
  • Author(s): 山本剛宏
  • Organizer: 日本伝熱学会関西支部・新エネ流体技術研究会 合同講演会
  • Place of Presentation: キャンパスプラザ京都
  • Year and Date: 2010-12-21
• [Presentation] 複雑流体の流動誘起構造とマクロ流動の統合的数値解析手法 (2010)
  • Author(s): 山本剛宏
  • Organizer: 日本伝熱学会関西支部・新エネ流体技術研究会 合同講演
  • Place of Presentation: キャンパスプラザ京都(京都府・京都市)
  • Year and Date: 2010-12-21
• [Presentation] Brownian Dynamics Simulation of Flow-Induced Mesoscale Structures in Polymer/Clay Nanocomposites (2010)
  • Author(s): 山本剛宏, 神田信広, 笠間洋樹
  • Organizer: Polymer Processing Society 26th Regional Meeting (PPS-26-IST)
  • Place of Presentation: Renaissance Polat Istanbul Hotel(イスタンブール,トルコ)
  • Year and Date: 2010-10-22
• [Presentation] Brownian Dynamics Simulation of Flow-Induced Mesoscale Structures in Polymer/Clay Nanocomposites (2010)
  • Author(s): Takehiro Yamamoto, Nobuhiro Kanda, Hiroki Kasama
  • Organizer: Polymer Processing Society 26th Regional Meeting (PPS-26-IST)
  • Place of Presentation: Renaissance Polat Istanbul Hotel (Istanbul, Turkey)
  • Year and Date: 2010-10-22
• [Presentation] エマルションの流路内流れにおける液滴挙動の数値シミュレーション (2010)
  • Author(s): 市ノ木山尚士, 山本剛宏
  • Organizer: 第58回 レオロジー討論会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
  • Year and Date: 2010-10-06
• [Presentation] エマルションの流路内流れにおける液滴挙動の数値シミュレーション (2010)
  • Author(s): 市ノ木山尚士, 山本剛宏
  • Organizer: 第58回 レオロジー討論会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター(宮城県・仙台市)
  • Year and Date: 2010-10-06
• [Presentation] CTAB 水溶液の円管内流れに対する塩注入によるゲル生成現象 (2010)
  • Author(s): 山本剛宏, 鈴木遵自
  • Organizer: 日本機械学会 2010 年度年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2010-09-08
• [Presentation] CTAB水溶液の円管内流れに対する塩注入によるゲル生成現象 (2010)
  • Author(s): 山本剛宏, 鈴木遵自
  • Organizer: 日本機械学会 2010年度年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学(愛知県・名古屋市)
  • Year and Date: 2010-09-08
• [Presentation] 高分子流体中の微粒子分散系のブラウン動力学シミュレーション (2010)
  • Author(s): 山本剛宏
  • Organizer: 化学工学会 第42回秋季大会 気液固分散工学分科会サロン
  • Place of Presentation: 同志社大学
  • Year and Date: 2010-09-06
• [Presentation] 高分子流体中の微粒子分散系のブラウン動力学シミュレーション (2010)
  • Author(s): 山本剛宏
  • Organizer: 化学工学会 第42回秋季大会 気液固分散工学分科会サロン
  • Place of Presentation: 同志社大学(京都府・京都市)
  • Year and Date: 2010-09-06
• [Presentation] Numerical Simulation of Various Flows of Oblate Particle Dispersion Systems (2010)
  • Author(s): T. Shimizu, T.Yamamoto
  • Organizer: 5th Pacific Rim Conference on Rheology
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2010-08-05
• [Presentation] Numerical Simulation of Various Flows of Oblate Particle Dispersion Systems (2010)
  • Author(s): Tomohiro Shimizu, Takehiro Yamamoto
  • Organizer: 5th Pacific Rim Conference on Rheology
  • Place of Presentation: 北海道大学(北海道・札幌市)
  • Year and Date: 2010-08-05
• [Presentation] Banded Velocity Profile of Wormlike Micellar Solutions between Parallel Plates under Shear Flows (2010)
  • Author(s): 山本剛宏, 沢和洋
  • Organizer: 5th Pacific Rim Conference on Rheology
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2010-08-04
• [Presentation] Banded Velocity Profile of Wormlike Micellar Solutions between Parallel Plates under Shear Flows (2010)
  • Author(s): Takehiro Yamamoto, Kazuhiro Sawa
  • Organizer: 5th Pacific Rim Conference on Rheology
  • Place of Presentation: 北海道大学(北海道・札幌市)
  • Year and Date: 2010-08-04
• [Presentation] Brownian Dynamics Simulation of Polymer/Clay Nanocomposites in Shear Flows (2010)
  • Author(s): N. Kanda, H.Kasama, T.Yamamoto
  • Organizer: 5th Pacific Rim Conference on Rheology
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2010-08-03
• [Presentation] Brownian Dynamics Simulation of Polymer/Clay Nanocomposites in Shear Flows (2010)
  • Author(s): Nobuhiro Kanda, Hiroki Kasama, Takehiro Yamamoto
  • Organizer: 5th Pacific Rim Conference on Rheology
  • Place of Presentation: 北海道大学(北海道・札幌市)
  • Year and Date: 2010-08-03
• [Presentation] フロック形成流体の流れの数値シミュレーション (2010)
  • Author(s): 渕上俊朗, 山本剛宏
  • Organizer: 日本繊維機械学会 第63回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪科学技術センター
  • Year and Date: 2010-05-21
• [Presentation] フロック形成流体の流れの数値シミュレーション (2010)
  • Author(s): 渕上俊朗, 山本剛宏
  • Organizer: 日本繊維機械学会 第63回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪科学技術センター(大阪府・大阪市)
  • Year and Date: 2010-05-21
• [Presentation] 紐状ミセル水溶液のせん断流れにおける速度分布と流動誘起構造 (2010)
  • Author(s): 沢和洋, 山本剛宏
  • Organizer: 日本機械学会関西支部 第85期定時総会講演会
  • Place of Presentation: 神戸大学
  • Year and Date: 2010-03-16
• [Presentation] 紐状ミセル水溶液のせん断流れにおける速度分布と流動誘起構造 (2010)
  • Author(s): 沢和洋, 山本岡宏
  • Organizer: 日本機械学会関西支部 第85期定時総会講演会
  • Place of Presentation: (神戸大学, 兵庫県神戸市)
  • Year and Date: 2010-03-16
• [Presentation] ポリマー・クレイ系ナノコンポジットの流動ミクロシミュレーションのための数値計算モデル (2009)
  • Author(s): 神田信広, 笠間洋樹, 山本剛宏
  • Organizer: 第87期 日本機械学会流体工学部門講演会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2009-11-08
• [Presentation] ひも状ミセル水溶液の流動誘起構造 (2009)
  • Author(s): 谷口佳祐, 山本剛宏
  • Organizer: 第87期 日本機械学会流体工学部門講演会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2009-11-08
• [Presentation] ひも状ミセル水溶液の流動誘起構造 (2009)
  • Author(s): 谷口佳祐, 山本岡宏
  • Organizer: 第87期 日本機械学会流体工学部門講演会
  • Place of Presentation: (名古屋工業大学, 愛知県名古屋市)
  • Year and Date: 2009-11-08
• [Presentation] ポリマー・クレイ系ナノコンポジットの流動ミクロシミュレヘションのための数値計算モデル (2009)
  • Author(s): 神田信広, 笠間洋樹, 山本岡宏
  • Organizer: 第87期 日本機械学会流体工学部門講演会
  • Place of Presentation: (名古屋工業大学, 愛知県名古屋市)
  • Year and Date: 2009-11-08
• [Presentation] 扁平粒子分散系の流動特性の数値シミュレーション (2009)
  • Author(s): 清水智大, 山本剛宏
  • Organizer: 第57回 レオロジー討論会
  • Place of Presentation: 宇部全日空ホテル
  • Year and Date: 2009-10-06
• [Presentation] 扁平粒子分散系の流動特性の数値シミュレーション (2009)
  • Author(s): 清水智大, 山本岡宏
  • Organizer: 第57回 レオロジー討論会
  • Place of Presentation: (宇部全日空ホテル, 山口県宇部市)
  • Year and Date: 2009-10-06
• [Presentation] ディスク状粒子・高分子分散系モデルのブラウン動力学シミュレーション (2009)
  • Author(s): 山本剛宏, 笠間洋樹, 神田信広
  • Organizer: 第57回 レオロジー討論会
  • Place of Presentation: 宇部全日空ホテル
  • Year and Date: 2009-10-05
• [Presentation] ディスク状粒子・高分子散系モデルのブラウン動力学シミュレーション (2009)
  • Author(s): 山本剛宏, 笠間洋樹, 神田信広
  • Organizer: 第57回 レオロジー討論会
  • Place of Presentation: (宇部全日空ホテル, 山口県宇部市)
  • Year and Date: 2009-10-05
• [Presentation] CTAB/NaSal 水溶液の矩形管内流れ (2009)
  • Author(s): 山下敦史, 山本剛宏
  • Organizer: 日本機械学会 2009年度年次大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] 紐状ミセル水溶液のせん断流れにおける速度分布と流動誘起構造 (2009)
  • Author(s): 沢和洋, 山本剛宏
  • Organizer: 日本機械学会 2009年度年次大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] 紐状ミセル水溶液のせん断流れにおける速度分布と流動誘起構造 (2009)
  • Author(s): 沢和洋, 山本岡宏
  • Organizer: 日本機械学会2009年度年次大会
  • Place of Presentation: (岩手大学, 岩手県盛岡市)
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] CTAB/NaSal水溶液の矩形管内充れ (2009)
  • Author(s): 山下敦史, 山本岡宏
  • Organizer: 日本機械学会2009年度年次大会
  • Place of Presentation: (岩手大学, 岩手県盛岡市)
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] 複雑流体の流動誘起構造の流動解析 (2009)
  • Author(s): 山本剛宏
  • Organizer: 第58回 理論応用力学講演会
  • Place of Presentation: (日本学術会議, 東京都港区)
  • Year and Date: 2009-06-11
• [Presentation] Brownian Dynamics Simulation of Multiphase Suspension of Disc-Like Model Particles and Model Polymers (2009)
  • Author(s): 山本剛宏, 笠間洋樹
  • Organizer: 5th Annual European Rheology Conference
  • Place of Presentation: カージフ大学(カージフ,英国)
  • Year and Date: 2009-04-17
• [Presentation] Brownian Dynamics Simulation of Multiphase Suspension of Disc-Like Model Particles and Model Polymers (2009)
  • Author(s): Takehiro Yamamoto, Hiroki Kasama
  • Organizer: 5th Annual European Rheology Conference
  • Place of Presentation: (カージフ大学, 英国・カージフ)
  • Year and Date: 2009-04-17
• [Presentation] 界面活性剤水溶液の矩形管内流れ (2008)
  • Author(s): 山下敦史, 山本剛宏
  • Organizer: 第56回 レオロジー討論会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ
  • Year and Date: 2008-10-08
• [Presentation] 界面活性剤水溶液の矩形管内流れ (2008)
  • Author(s): 山下敦史, 山本剛宏
  • Organizer: 第56回レオロジー討論会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ
  • Year and Date: 2008-10-08
• [Presentation] 粘弾性液滴の流動変形挙動の数値シミュレーション (2008)
  • Author(s): 市川亮太郎, 山本剛宏
  • Organizer: 第56回 レオロジー討論会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ
  • Year and Date: 2008-10-07
• [Presentation] 扁平回転楕円体粒子分散モデルのブラウン動力学シミュレーション (2008)
  • Author(s): 笠間洋樹, 山本剛宏
  • Organizer: 第56回 レオロジー討論会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ
  • Year and Date: 2008-10-07
• [Presentation] 扁平回転楕円体粒子分散モデルのブラウン動力学シミュレーション (2008)
  • Author(s): 笠間洋樹, 山本剛宏
  • Organizer: 第56回レオロジー討論会
  • Place of Presentation: 朱鷺メツセ
  • Year and Date: 2008-10-07
• [Presentation] 粘弾性液滴の流動変形挙動の数値シミュレーション (2008)
  • Author(s): 市川亮太郎, 山本剛宏
  • Organizer: 第56回レオロジー討論会
  • Place of Presentation: 朱鷺メツセ
  • Year and Date: 2008-10-07
• [Presentation] 扁平回転楕円体粒子分散系のブラウン動力学シミュレーション (2008)
  • Author(s): 笠間洋樹, 山本剛宏
  • Organizer: 日本流体力学会年会2008
  • Place of Presentation: 神戸大学
  • Year and Date: 2008-09-04
• [Presentation] Flow Analysis for Wormlike Micellar Solutions in an Axisymmetric Capillary Channel (2008)
  • Author(s): T.Yamamoto, T. Hashimoto, A.Yamashita
  • Organizer: The XVth International Congress on Rheology
  • Place of Presentation: Monterey Conference Center (モントレイ,アメリカ合衆国)
  • Year and Date: 2008-08-05
• [Presentation] Flow Analysis for Wormlike Micellar Solutions in an Axisymmetric Capillary Channel (2008)
  • Author(s): Takehiro Yamamoto, Takamasa Hashimoto, Atsushi Yamashita
  • Organizer: The XVth International Congress on Rheology
  • Place of Presentation: Monterey Conference Center, Monterey, USA
  • Year and Date: 2008-08-05
• [Presentation] 界面活性剤水溶液のスリット流路内流れにおける流動特性と流動誘起構造 (2008)
  • Author(s): 山下敦史, 山本剛宏
  • Organizer: 日本繊維機械学会 第61回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪科学技術センター
  • Year and Date: 2008-05-29
• [Presentation] 界面活性剤水溶液のせん断流れにおける速度分布と流動誘起構造 (2008)
  • Author(s): 沢和洋, 森綱規, 山本剛宏
  • Organizer: 日本繊維機械学会 第61回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪科学技術センター
  • Year and Date: 2008-05-29
• [Presentation] Fokker-Planck 方程式に基づく粒子分散系の数値シミュレーション (2008)
  • Author(s): 清水智大, 山本剛宏
  • Organizer: 日本繊維機械学会 第61回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪科学技術センター
  • Year and Date: 2008-05-29
• [Presentation] Fokker-Planck方程式に基づく粒子分散系の数値シミュレーション (2008)
  • Author(s): 清水智大, 山本剛宏
  • Organizer: 日本繊維機械学会第61回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪科学技術センター
  • Year and Date: 2008-05-29
• [Presentation] 界面活性剤水溶液のせん断流れにおける速度分布と流動誘起構造 (2008)
  • Author(s): 沢和洋, 森綱規, 山本剛宏
  • Organizer: 日本繊維機械学会第61回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪科学技術センター
  • Year and Date: 2008-05-29
• [Presentation] 界面活性剤水溶液のスリット流路内流れにおける流動特性と流動誘起構造 (2008)
  • Author(s): 山下敦史, 山本剛宏
  • Organizer: 日本繊維機械学会第61回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪科学技術センター
  • Year and Date: 2008-05-29