| 研究課題/領域番号 |
16K06070
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 富山大学 |
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研究代表者 |
瀬田 剛 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 准教授 (50308699)
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| 研究分担者 |
内山 知実 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (90193911)
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| 研究協力者 |
高野 登
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 数値流体力学 / 超撥水 / 格子ボルツマン法 / GPGPU |
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| 研究成果の概要 |
格子ボルツマン法にSmoothed Profile Methodを適用することで、撥水性または親水性を有する曲面上の液体挙動の解析が可能な計算手法を提案した。本手法では、滑りなしと浸透なしの境界条件に対応した関数と、質量フラックスと接触角に対する境界条件に対応した関数の2種類の関数を用いる。固体壁からのフラックスを考慮し、オーダー・パラメータと化学ポテンシャルに対するノイマン境界条件を設定可能にした。固体壁への漏れがなく、曲面状の液滴の接触角が適切に設定されることが、数値計算により実証された。任意形状の固体壁に対する法線ベクトルと液滴の接触角とを計算出来る単純なアルゴリズムを提供出来た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
実験では計測が困難なサブマイクロスケールにおける空気・水系二相流挙動の数値実験により、現象論的なアプローチに基づくCassie-Baxterの法則等を実証する点に学術的な特色がある。医療用部材の防汚処理から電子基盤の高詳細化に至るまで、超撥水技術には大きな市場規模が期待されているが、摩擦等への耐久性の問題から十分な実用化に結びついていない。サブマイクロスケールでの超撥水現象を解析出来れば、計算と実験との両面から、表面構造の撥水効果への影響を効率的に検証でき、耐久性を考慮した最適な表面微細構造を導き出すことで、超撥水技術の向上と実用化への貢献が期待される。
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