2023 Fiscal Year Final Research Report
Direct numerical simulations of meso fluids at non-equilibrium conditions
| Project/Area Number |
20H00129
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | ソフトマター / シミュレーション / 流体力学 / 直接数値計算 / コロイド分散系 / 微粒子分散系 / マイクロスイマー / アクティブマター |
|---|
| Outline of Final Research Achievements |
The research is aimed at designing practical soft matter materials and processes by simulation of three research topics: 1) Dynamics of nanoparticle dispersion systems, 2) Dynamics of colloidal glass systems, 2) Dynamics of colloidal glass systems, 3) Dynamics of active particle systems. Multiscale and multiphysics simulations were applied to the three research topics: 1) dynamics of nanoparticle dispersion systems, 2) dynamics of colloidal glass systems, and 3) dynamics of active particle systems. In particular, significant results were achieved in understanding the role of the cell cycle on the collective motion of cells, the mechanism of rotation of microswimmers in viscoelastic fluids and the change in swimming speed due to the swimming morphology, and the propulsion mechanism of catalytic micromotors that self-propel in aqueous solutions.
|
| Free Research Field |
ソフトマターの計算科学
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
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ではソフトマターの膨大な自由度のごく一部しか同時に扱うことが出来ず，異なるスケールの運動を同時にまるごとシミュレーションすることは不可能であった.我々は，この問題を解決するために粗視化モデリングとマルチスケール・マルチフィジックスモデリングの2つのアプローチを用いてこの分野の研究を牽引している. これまでは純粋に科学的・学術的な興味が主体であり，材料やプロセスを設計するためのツールとして使える段階に至っていなかったが，本研究の成果はその克服につながるものである．
|
