2019 Fiscal Year Annual Research Report
Multi-scale/multi-physics modeling for particle/fluid coupling system and its applications
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17H01083
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山本 量一 京都大学, 工学研究科, 教授 (10263401)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安田 修悟 兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 准教授 (70456797)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | コロイド / マイクロスイマー / 流体力学 / シミュレーション / ソフトマター / アクティブマター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ソフトマターは機能性材料の宝庫であるが，その複雑なマルチスケール性のため，分子動力学法や計算流体力学法など既存のシミュレーション法単独での適用が困難である．本研究では，後述する具体的な研究項目に対して，ミクロ階層を統計力学的手法によってメソ・マクロ階層に効率よく反映する粗視化モデリングや，同様のことを数値的に反映するマルチスケール・マルチフィジックスモデリングを適用することで，この問題の解決に取り組んでいる．さらに，最新の計算機(GPGPUや次世代スパコン等)を併用することにより，この技術を工学的応用問題に展開し，計算科学による次世代の材料・プロセス設計技術として広く一般化を目指している．
研究項目１．ナノ微粒子分散系のダイナミクス
研究項目２．コロイドガラス系のダイナミクス
研究項目３．アクティブ粒子系のダイナミクス
について，２０１９年度はそれぞれ新たに以下の知見を得ることに成功し，７報の論文，及び１１件の学会発表として研究成果を公開している．
１）気液界面における棒状弾性粒子の運動を明らかにした．２）基板上を遊走する細胞の運動に対する細胞周期の影響を明らかにした．３）細胞コロニーの増殖ダイナミクスに対する在細胞分裂の接触阻害の影響を明らかにした．４）重力により基盤上に拘束されたカイラルマイクロスイマーの運動を明らかにした．５）２０１７，２０１８年度の成果を反映して公開したコロイド分散系の直接数値計算シミュレータ(ソフトウェア名 拡張KAPSEL)を元に，２０１９年度には更に機能を加えてより汎用的な問題に対応できるシミュレータの開発と公開を行った．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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