| 研究課題/領域番号 |
17H01083
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
計算科学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
山本 量一 京都大学, 工学研究科, 教授 (10263401)
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| 研究分担者 |
安田 修悟 兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 准教授 (70456797)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
42,510千円 (直接経費: 32,700千円、間接経費: 9,810千円)
2019年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2018年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
2017年度: 14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)
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| キーワード | ソフトマター / 流体力学 / アクティブマター / コロイド / レオロジー / マイクロスイマー / シミュレーション / 混相流 |
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| 研究成果の概要 |
３つの研究項目：１）ナノ微粒子分散系のダイナミクス，２）コロイドガラス系のダイナミクス，３）アクティブ粒子系のダイナミクスについて，マルチスケール・マルチフィジックスシミュレーションを適用し，成果を得た．特に，荷電コロイド粒子系のダイナミクスについては，これまでに様々なアプローチから精力的に研究が行われてきたにもかかわらず，流体力学相互作用と静電相互作用の競合のため，理論的取り扱いが著しく困難であったが，本研究で開発した電気二重層の分極を正確に考慮する直接数値計算により，荷電コロイド粒子が交流電場下で鎖状構造を形成するメカニズムを解明するなど，大きな成果を得ることに成功した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
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つのアプローチを発展させることに成功した．前者はメソスケールのシミュレーターで構成されており，統計力学的手法を用いてミクロな階層の効果をメソスケールの階層の中に反映する．後者はミクロ階層でシミュレーションを実行し，その結果をメソ階層のシミュレーションに反映させる新しく強力な方法である．
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