| 研究課題/領域番号 |
16K06095
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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 | 関西大学 |
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研究代表者 |
山本 恭史 関西大学, システム理工学部, 教授 (90330175)
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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 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 流体工学 / 混相流 / 表面張力 / 微小スケール / 濡れ性 / エレクトロウェッティング / 電気流体力学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は，流体を利用する微小装置であるマイクロフルイディクスにおいて，液操作のための技術として有効な表面張力に関する現象（濡れ性の制御，エレクトロウェッティング (EW)，マランゴニ効果）について，その現象を数値流体力学で表現するためのモデリングを行うことを目的として行われた．
(1) EWについて，経験式を用いたシミュレーションにより他者の実験を再現できた．(2) 電場の方程式を解いて電気力を表現することで，電場中の液滴のシミュレーションが可能になった．経験式を用いずにエレクトロウェッティングが再現できる手ごたえを得た．(3) その他，濡れ現象のシミュレーションが高精度に行えるようになった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
micro-TAS 等のマイクロ流体素子における液操作の工学プロセスにおいて，現象の予測と制御が可能となることが学術的特色・独創的な点である．表面張力が支配的な流体現象における，各表面張力関連現象が系全体の挙動に与える影響などを定量的に明らかにできるシミュレーションコードが開発できた．このコードを用いてシミュレーションを行えば，効率的な液面・液滴操作技術の飛躍的な向上が期待できる．また，工学的応用に限らず，本研究の主題は「表面張力が支配する微小スケールでの流体現象」という流体力学の重要分野に直接関連するものであり，その学術的普遍性は極めて大きい．
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