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Lattice Boltzmann simulation of multiphase flows containing many viscoelastic bodies in complicated microchannels

Research Project

Project/Area Number 26420105
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

YOSHINO Masato  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00324228)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords固液混相流 / 粘弾性体 / 赤血球 / 複雑流路 / 狭窄部 / T字分岐管 / 格子ボルツマン法 / 埋め込み境界法 / 分岐管流れ / 粘弾性物体 / マイクロフルイディクス
Outline of Final Research Achievements

The lattice Boltzmann method (LBM) for two-phase flows containing a deformable body with a viscoelastic membrane is applied to the motion of a biconcave disk-shaped body (e.g., red blood cell) in a constricted pressure-driven circular pipe flow. Time variations of the deformation index and the axial velocity of the body are calculated in the constricted region. By comparison with the results in a square pipe flow, it is found that the body in the circular pipe flow undergoes a little larger deformation and passes more slowly than in the case of square pipe flow. Next, fluid flows with a circular cylinder in a two-dimensional T-shaped pipe are simulated by the LBM incorporated with an immersed boundary method (called IB-LBM). We investigate the effects of the initial position of the cylinder, the pressure difference between the two outlets, and the ratio of the diameter of the cylinder to the width of the pipe on the behavior of the cylinder.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (7 results) (of which Acknowledgement Compliant: 4 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 二相系格子ボルツマン法による混相流シミュレーション2016

    • Author(s)
      吉野正人
    • Journal Title

      伝熱

      Volume: 55-233 Pages: 1-7

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Accuracy of the laminar boundary layer on a flat plate in an immersed boundary-lattice Boltzmann simulation2016

    • Author(s)
      Kosuke Suzuki, Iori Okada, and Masato Yoshino
    • Journal Title

      Journal of Fluid Science and Technology

      Volume: 11 Issue: 3 Pages: JFST0017-JFST0017

    • DOI

      10.1299/jfst.2016jfst0017

    • NAID

      130005279609

    • ISSN
      1880-5558
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 埋め込み境界-改良Lattice Kinetic Schemeを用いたT字管内における固体粒子を含む流れの数値計算2016

    • Author(s)
      吉野正人,白涵夫,鈴木康祐
    • Journal Title

      計算数理工学論文集

      Volume: 16 Pages: 31-36

    • NAID

      120007100024

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 改良bounce-back法を用いた二相系格子Boltzmann法に基づく移動固体物体を含む気液二相流の数値計算法2015

    • Author(s)
      鈴木康祐,下口拓志,大庭広輝,吉野正人
    • Journal Title

      計算数理工学論文集

      Volume: 15 Pages: 25-30

    • NAID

      120007101317

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Lattice Kinetic スキームに基づく網目構造の多孔体内における流動・伝熱問題の数値計算法2015

    • Author(s)
      吉野正人,小宮山智,鈴木康祐
    • Journal Title

      計算数理工学論文集

      Volume: 15 Pages: 73-78

    • NAID

      120007101315

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      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Lattice Boltzmann simulation of motion of red blood cell in constricted circular pipe flow2014

    • Author(s)
      Masato Yoshino, Shingo Katsumi
    • Journal Title

      Journal of Fluid Science and Technology

      Volume: 9 Issue: 3 Pages: JFST0031-JFST0031

    • DOI

      10.1299/jfst.2014jfst0031

    • NAID

      130004695300

    • ISSN
      1880-5558
    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 二相系格子ボルツマン法によるT字型分岐部を流れる粒子の挙動解析2014

    • Author(s)
      吉野正人,天野慎也,鈴木康祐
    • Journal Title

      計算数理工学論文集

      Volume: 14 Pages: 107-112

    • NAID

      120007101313

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      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 二相系格子ボルツマン法を用いた固体壁面上における液滴の衝突挙動解析2017

    • Author(s)
      中島紘基,吉野正人,鈴木康祐
    • Organizer
      TOKAI ENGINEERING COMPLEX 2017 (TEC17) 第66期総会・講演会
    • Place of Presentation
      静岡大学 浜松キャンパス(静岡県浜松市)
    • Year and Date
      2017-03-14
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      鈴木康祐,吉野正人
    • Organizer
      第30回数値流体力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2016-12-12
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  • [Presentation] 埋め込み境界-改良Lattice Kinetic Schemeを用いたT字管内における固体粒子を含む流れの数値計算2016

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      吉野正人,白涵夫,鈴木康祐
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      計算数理工学シンポジウム2016 (JASCOME symposium 2016)
    • Place of Presentation
      呉羽ハイツ(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-12-02
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 改良bounce-back法を適用した移動境界流れの二相系格子ボルツマン法の妥当性検証2016

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      松永克樹,吉野正人,鈴木康祐
    • Organizer
      日本機械学会 第29回計算力学講演会(CMD2016)
    • Place of Presentation
      名古屋大学 東山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-09-22
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 格子ボルツマン法によるT字管内の液液二相スラグ流解析2016

    • Author(s)
      飯田峻也,森口巧海,吉野正人,鈴木康祐
    • Organizer
      日本機械学会 第29回計算力学講演会(CMD2016)
    • Place of Presentation
      名古屋大学 東山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-09-22
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 応力テンソルの不連続性を用いた新しい埋め込み境界-格子ボルツマン法2016

    • Author(s)
      鈴木康祐,吉野正人
    • Organizer
      日本機械学会 第29回計算力学講演会(CMD2016)
    • Place of Presentation
      名古屋大学 東山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-09-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 二相系格子ボルツマン法を用いた異径液滴衝突の数値解析2016

    • Author(s)
      澤田純平,吉野正人,鈴木康祐
    • Organizer
      混相流シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      同志社大学 今出川キャンパス(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-08-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 二相系格子ボルツマン法による混相流シミュレーション2016

    • Author(s)
      吉野正人
    • Organizer
      第25回格子ボルツマン法の基礎と応用に関する研究会
    • Place of Presentation
      富山大学 五福キャンパス(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-06-03
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 二相系格子ボルツマン法による異径液滴の衝突挙動解析2016

    • Author(s)
      澤田純平,吉野正人,鈴木康祐
    • Organizer
      日本機械学会北陸信越支部第53期総会・講演会
    • Place of Presentation
      信州大学 長野(工学)キャンパス(長野県長野市)
    • Year and Date
      2016-03-05
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] CSFモデルを用いた改良二相系格子ボルツマン法による微小水滴の衝突挙動解析2015

    • Author(s)
      中村泰人,吉野正人,鈴木康祐
    • Organizer
      第29回数値流体力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学 筑紫キャンパス (福岡県春日市)
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 埋め込み境界-格子ボルツマン法による平板上の層流境界層の計算精度2015

    • Author(s)
      鈴木康祐,岡田伊織,吉野正人
    • Organizer
      第13回日本流体力学会中部支部講演会
    • Place of Presentation
      富山大学 五福キャンパス (富山県富山市)
    • Year and Date
      2015-11-20
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Two-phase lattice Boltzmann simulation of binary collisions of small water droplets in clouds2015

    • Author(s)
      Masato Yoshino, Norihiro Fukaya, Kosuke Suzuki
    • Organizer
      International Workshop on Cloud Turbulence
    • Place of Presentation
      Nagoya Institute of Technology
    • Year and Date
      2015-03-04 – 2015-03-06
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      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 二相系格子ボルツマン法を用いた雲中における微小水滴の衝突挙動解析2014

    • Author(s)
      深谷昇弘,吉野正人,鈴木康祐
    • Organizer
      第28回数値流体力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀 (東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2014-12-09 – 2014-12-11
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 二相系格子ボルツマン法を用いたクリームはんだ印刷機内の版離れ過程における気液二相流解析2014

    • Author(s)
      下口拓志,吉野正人,鈴木康祐,名取武治,濱田正和
    • Organizer
      第28回数値流体力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀 (東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2014-12-09 – 2014-12-11
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 二相系格子ボルツマン法を用いた微小水滴の衝突挙動解析2014

    • Author(s)
      深谷昇弘,吉野正人,鈴木康祐
    • Organizer
      第12回日本流体力学会中部支部講演会
    • Place of Presentation
      三重大学
    • Year and Date
      2014-11-07
    • Related Report
      2014 Research-status Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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