非定常非線形高分子流動のためのマルチスケールシミュレーション手法の開発

• 研究課題/領域番号: 15K17733
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 村島 隆浩 東北大学, 理学研究科, 助教 (50565520)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: マルチスケールシミュレーション / 高分子 / レオロジー / 分子動力学シミュレーション / 分子動力学法 / 非平衡計算 / MPIデータ通信 / 高分子シミュレーション / 流体シミュレーション / 粒子法 / SPH / 粘弾性

研究成果の概要

高分子流体の示す非線形流動挙動はミクロスケールの分子運動がマクロスケールの流動挙動に影響を及ぼすためミクロスケールとマクロスケールのダイナミクスを連成して解くマルチスケールシミュレーション手法の開発が重要である。本研究では非定常状態を取り扱うためミクロスケールの揺らぎを抑えるための統計処理の方法のうち、アンサンブル平均と移動時間平均の方法についての考察を行った。またミクロスケールのシミュレーションを分子動力学シミュレーションに置き換える場合に必要な分子動力学シミュレーションの境界条件の取り扱いについての考察を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Inter node parallelization of multiscale fluid particle simulation towards large-scale polymeric fluid simulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Murashima Takahiro
  • 雑誌名: Microsystem Technologies 巻: 24 号: 1 ページ: 765-769
  • DOI: 10.1007/s00542-017-3413-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiscale simulation performed on ISSP super computer: Analysis of entangled polymer melt flow. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Murashima
  • 雑誌名: Activity Report 2015 / Supercomputer Center, Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo 巻: - ページ: 35-43
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 分子シミュレーション研究者のためのPCクラスタ入門 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村島隆浩
  • 雑誌名: 分子シミュレーション研究会会誌「アンサンブル」 巻: 17 ページ: 209-217
• [雑誌論文] Molecular dynamics and Monte Carlo hybrid simulation for fuzzy tungsten nanostructure formation (2015)
  • 著者名/発表者名: A.M. Ito, A. Takamyama, Y. Oda, T. Tamura, R. Kobayashi, T. Hattori, S. Ogata, N. Ohno, S. Kajita, M. Yajima, Y. Nojiri, Y. Yoshimoto, S. Saito, S. Takamura, T. Murashima, M. Miyamoto, H. Nakamura
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 55 号: 7 ページ: 073013-073013
  • DOI: 10.1088/0029-5515/55/7/073013
  • 査読あり
• [学会発表] Elongational flows in coarse-grained molecular dynamics simulations (2018)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Murashima
  • 学会等名: Bridging the Scales in Soft Matter Simulations
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Multiscale Simulation of Polymeric Liquids with Heat Transportation (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Murashima
  • 学会等名: APS March Meeting 2017
  • 発表場所: New Orleans, Louisiana, USA
  • 年月日: 2017-03-13
  • 国際学会
• [学会発表] Multiscale simulation for polymeric liquid flow (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Murashima
  • 学会等名: Computational Sciences Workshop 2017 (CSW2017)
  • 発表場所: Shonan Village （神奈川県三浦郡葉山町）
  • 年月日: 2017-03-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 分子シミュレーションによる高分子溶融体の伸長粘度解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村島隆浩
  • 学会等名: 第３１回分子シミュレーション討論会
• [学会発表] Uniaxial Elongational Flow of Entangled Polymer Melt: Coarse-Grained Molecular Dynamics Simulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Murashima
  • 学会等名: The 5th International Conference on Smart Systems Engineering 2017 (Smasys 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] 高分子流体のマルチスケールシミュレーション (2017)
  • 著者名/発表者名: 村島隆浩
  • 学会等名: 計算統計物理学研究会 第７回研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 高分子流体のマルチスケールシミュレーション (2017)
  • 著者名/発表者名: 村島隆浩
  • 学会等名: インフォーマルセミナー（秋田県立大学、石本研究室）
  • 招待講演
• [学会発表] 高分子流体のマルチスケールシミュレーション (2017)
  • 著者名/発表者名: 村島隆浩
  • 学会等名: 日本複合材料学会 第１３回分子シミュレーション講義
  • 招待講演
• [学会発表] 複雑流体のための大規模マルチスケールシミュレーションの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村島隆浩
  • 学会等名: 物性研究所スパコン共同利用・CCMS合同研究会「計算物質科学の今と未来」
  • 招待講演
• [学会発表] Multiscale simulation of polymer flow developed for K computer (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Murashima
  • 学会等名: International workshop on simulations of soft-matters
  • 発表場所: Yamagata University （山形県米沢市）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Multiscale simulation of polymer melt for large scale system (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Murashima
  • 学会等名: The 4th International Conference on Molecular Simulation
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2016-10-23
  • 国際学会
• [学会発表] Multiscale Simulation for Large Scale System (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Murashima
  • 学会等名: The 4th International Conference on Smart Systems Engineering 2016 (SmaSys2016)
  • 発表場所: Yamagata University （山形県米沢市）
  • 年月日: 2016-10-13
  • 国際学会
• [学会発表] 高分子流体のマルチスケールシミュレーション (2016)
  • 著者名/発表者名: 村島隆浩
  • 学会等名: 第６５回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] Multiscale simulation based on kernel gradient free method (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Murashima
  • 学会等名: The XVIIth International Congress on Rheology (ICR2016)
  • 発表場所: Kyoto TERRSA（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-08-08
  • 国際学会
• [学会発表] スリップリンクモデルにおける流動中の高分子のコンフォーメーション (2016)
  • 著者名/発表者名: 村島隆浩
  • 学会等名: 日本物理学会第７１回年次大会
  • 発表場所: 仙台市泉区東北学院大学泉キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 流動中の高分子の変形履歴の可視化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村島隆浩
  • 学会等名: 第２９回分子シミュレーション討論会
  • 発表場所: 新潟市中央区朱鷺メッセ（新潟コンベンションセンター）
  • 年月日: 2015-11-30
• [学会発表] 高分子流体のマルチスケールシミュレーション－高分子の変形履歴－ (2015)
  • 著者名/発表者名: 村島隆浩
  • 学会等名: 計算科学連携センターセミナー～分子シミュレーションの産学利用のこれから～
  • 発表場所: 神戸市中央区港島南町兵庫県立大学神戸情報科学キャンパス
  • 年月日: 2015-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] Multiscale Flow Dynamics of Entangled Polymer Melt (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Murashima
  • 学会等名: IWACOM III
  • 発表場所: KFC Hall at Ryogoku, Tokyo
  • 年月日: 2015-10-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 高分子流体計算の並列効率向上と３D可視化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村島隆浩
  • 学会等名: JHPCN:学際大規模情報基盤共同利用・共同拠点第７回シンポジウム
  • 発表場所: 東京都港区港南品川グランドセントラルタワーTHE GRAND HALL
  • 年月日: 2015-07-09
• [学会発表] 高分子流体のマルチスケールシミュレーションによる変形履歴の可視化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村島隆浩
  • 学会等名: 九大物性理論研究室・統計物理学研究室合同セミナー
  • 発表場所: 福岡市東区箱崎九州大学箱崎キャンパス
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] 高分子流体のマルチスケールシミュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 村島隆浩
  • 学会等名: プラスチック成形加工学会第２６回年次大会
  • 発表場所: 東京都江戸川区船堀タワーホール船堀
  • 年月日: 2015-06-03
  • 招待講演
• [備考] 村島隆浩 @ 東北大学
  • URL: http://www.cmpt.phys.tohoku.ac.jp/~murasima/
• [備考] 研究者紹介
  • URL: http://db.tohoku.ac.jp/whois/detail/22079f21d54c53ae9ef577ba34a6c5c0.html