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メゾスケール空間内移動速度論創成のための挑戦的研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K14202
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関大阪大学

研究代表者

岡野 泰則  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90204007)

研究分担者 清水 一憲  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (70402500)
重田 育照  筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (80376483)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード移動現象 / 数値解析 / メゾスケール / ナノスケール / 分子動力学 / 数値流体力学 / マランゴニ対流 / 物質移動 / 流動
研究成果の概要

分子動力学法(MD)とマクロな連続体力学による数値流体力学(CFD)によるシミュレーションを行い、Marangoni対流に対する空間スケールの影響を調査した。どちらの結果においても表面張力の大きい流体へ向かってMarangoni対流が発生し、気液界面に沿って溶質が広がった。一方で、同時刻での結果をMDとCFDで比較すると、CFDの方が液面変形は遅くなり、対流に比べ拡散の影響が大きくなった。こんもようにMDとCFDでは定性的には合うものの、定量的には一致しなかった。そこで、これらの手法間の差を埋め合わせる数値モデルとしてS-CLSVOF法に揺動、Langevin方程式を加えたモデルを作成した。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Validation of the S-CLSVOF method with the density-scaled balanced continuum surface force model in multiphase systems coupled with thermocapillary flows2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, Y, Okano and S. Dost
    • 雑誌名

      Int. J. Numer. Meth. Fluids

      巻: 83 号: 3 ページ: 223-244

    • DOI

      10.1002/fld.4267

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of a numerical model for Marangoni convection in the micro-scale environment2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, Y. Okano and S. Dost
    • 雑誌名

      J. Therm. Sci. Tech

      巻: 11

    • NAID

      130005252712

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Numerical investigation of solutal Marangoni convection in a nano scale and comparison with that in a macr scale2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Imai, T. Yamamto, Y. Okano, T. Shigeta, R. Sato
    • 学会等名
      International Symposium on Micro and Nano Technology (ISMNT)
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノスケール濃度差マランゴニ対流の特異性についての数値解析2017

    • 著者名/発表者名
      今井耀介、山本卓也、岡野 泰則、佐藤 竜馬、重田 育照
    • 学会等名
      化学工学会第82年会
    • 発表場所
      芝浦工大(東京都江東区)
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation of atomic-scale solutal Marangoni convection2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Imai, T. Yamamoto, Y. Okano, R. Sato and Y. Shigeta
    • 学会等名
      23rd Regional Symposium on Chemical Engineering (RSCE2016)
    • 発表場所
      Vung Tau City, Vietnam
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical investigation of Marangoni convection in a micro-scale environment2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto and Y. Okano
    • 学会等名
      The first Pacific Rim Thermal Engineering Conference
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 第一原理計算に基づく物質の起源と生命痕跡の探求2016

    • 著者名/発表者名
      重田育照
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 脂質二重膜の穴形成とその形状についての分子動力学シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      今井 耀介、山本 卓也、岡野 泰則、佐藤 竜馬、重田 育照
    • 学会等名
      第18回化学工学会学生発表会(福岡大会)
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Inverse Histogram-based Sampling Algorithm for Protein-folding Problems2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Shigeta
    • 学会等名
      The Seventh Asia-Pacific Conference of Theoretical and Computational Chemistry (APCTCC 7)
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2016-01-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular Design for Optical Properties of Diarylethenes2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Shigeta
    • 学会等名
      Energy, Materials, Nanotechnology (EMN) Bangkok meeting
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 温度差Marangoni対流を考慮したS-CLSVOF法の開発と検証2015

    • 著者名/発表者名
      山本 卓也、岡野 泰則
    • 学会等名
      化学工学会 第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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