マイクロバブル流体の医療への活用を支援するマルチスケール解析法の開発

• 研究課題/領域番号: 21760120
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 杉山 和靖 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任准教授 (50466786)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2009年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 数値流体力学 / 流体工学 / シミュレーション工学 / モデル化

研究概要

マイクロバブル流体の潤滑,音響,熱の力学特性を効率よく数値解析する手法を整備した.生体組織や膜などの材質の柔軟性を捉える解析手法を開発した.気泡に働く揚力,音場中における気泡の変形モード,発熱作用の知見を得た.超音波中のマイクロバブルの発熱増強作用を数値シミュレートし,加熱領域とボイド率の関係についての既存の実験結果を定性的に再現できることを確認した.

研究成果

• [雑誌論文] A full Eulerian finite difference approach for solving fluid-structure coupling problems (2011)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, K., Ii, S., Takeuchi, S., Takagi, S., Matsumoto, Y.
  • 雑誌名: Journal of Computational Physics Vol.230 ページ: 596-627
  • 査読あり
• [雑誌論文] Particle-in-cell method for fluid-structure interaction simulations of neo-Hookean tube flows (2011)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, K., Nagano, N., Takeuchi, S., Ii, S., Takagi, S., Matsumoto, Y.
  • 雑誌名: Theoretical and Applied Mechanics Japan Vol.59 ページ: 245-256
  • NAID: 130004463774
  • 査読あり
• [雑誌論文] An implicit full Eulerian method for the fluid-structure interaction problem (2011)
  • 著者名/発表者名: Ii, S., Sugiyama, K., Takeuchi, S., Takagi, S., Matsumoto, Y.
  • 雑誌名: International Journal for Numerical Methods in Fluids Vol.65 ページ: 150-165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study on the shape oscillation of an encapsulated microbubble in ultrasound field (2011)
  • 著者名/発表者名: Liu, Y.-Q., Sugiyama, K., Takagi, S., Matsumoto, Y.
  • 雑誌名: Physics of Fluids Vol.23 ページ: 41904-41904
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study on the shape oscillation of an encapsulated microbubble in ultrasound field (2011)
  • 著者名/発表者名: Liu, Y.-Q., Sugiyama, K., Takagi, S., Matsumoto, Y.
  • 雑誌名: Physics of Fluids 巻: 23(in press)(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Particle-in-cell method for fluid-structure interaction simulations of neo-Hookean tube flows (2011)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, K., Nagano, N., Takeuchi, S., Ii, S., Takagi, S., Matsumoto, Y.
  • 雑誌名: Theoretical and Applied Mechanics Japan 巻: 59 ページ: 245-256
  • NAID: 130004463774
  • 査読あり
• [雑誌論文] A full Eulerian finite difference approach for solving fluid-structure coupling problems (2011)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, K., Ii, S., Takeuchi, S., Takagi, S., Matsumoto, Y.
  • 雑誌名: Journal of Computational Physics 巻: 230 ページ: 596-627
  • 査読あり
• [雑誌論文] An implicit full Eulerian method for the fluid-structure interaction problem (2011)
  • 著者名/発表者名: Ii, S., Sugiyama, K., Takeuchi, S., Takagi, S., Matsumoto, Y.
  • 雑誌名: International Journal for Numerical Methods in Fluids 巻: 65 ページ: 150-165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical study on acoustic dynamics of circular liquid-gas micro-meniscus (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, K., Rathgen, H.
  • 雑誌名: Theoretical and Applied Mechanics Japan Vol.58 ページ: 251-260
  • NAID: 130004463743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Full Eulerian simulations of biconcave neo-Hookean particles in a Poiseuille flow (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, K., Ii, S., Takeuchi, S., Takagi, S., Matsumoto, Y.
  • 雑誌名: Computational Mechanics Vol.46 ページ: 147-157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Full-Eulerian finite-difference simulation of fluid flow in hyperelastic wavy channel (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagano, N., Sugiyama, K., Takeuchi, S., Ii, S., Takagi, S., Matsumoto, Y.
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology Vol.5 ページ: 475-490
  • NAID: 130000427049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Full-Eulerian finite-difference simulation of fluid flow in hyperelastic wavy channel (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagano, N., Sugiyama, K, Takeuchi, S., Ii, S., Takagi, S., Matsumoto, Y.
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology 巻: 5 ページ: 475-490
  • NAID: 130000427049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical study on acoustic dynamics of circular liquid-gas micro-meniscus (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, K., Rathgen, H.
  • 雑誌名: Theoretical and Applied Mechanics Japan 58 ページ: 251-260
  • NAID: 130004463743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Full Eulerian simulations of biconcave neo-Hookean particles in a Poiseuille flow (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, K., Ii, S., Takeuchi, S., Takagi, S., Matsumoto, Y.
  • 雑誌名: Computational Mechanics 46 ページ: 147-157
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一様流中の円柱周りの減圧挙動に対する流れの剥離の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉山和靖
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B 65巻 ページ: 2361-2368
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一様流中の円柱周りの減圧挙動に対する流れの剥離の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉山和靖
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B 75 ページ: 2361-2368
  • 査読あり
• [学会発表] 擬似圧縮性法に基づく完全オイラー型流体構造連成解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉山和靖, 伊井仁志, 高木周, 松本洋一郎
  • 学会等名: 生体力学シミュレーション研究
  • 発表場所: 理化学研究所,埼玉
  • 年月日: 2011-03-09
• [学会発表] 固定メッシュ法に基づく流体構造連成シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉山和靖, 伊井仁志, 竹内伸太郎, 高木周, 松本洋一郎
  • 学会等名: 第24回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス,神奈川
  • 年月日: 2010-12-20
• [学会発表] Deformation-induced lateral migration of a bubble slowly rising near a vertical plane wall (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, K., Takemura, F.
  • 学会等名: 63rd Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
  • 発表場所: Long Beach, California, USA.
  • 年月日: 2010-11-23
• [学会発表] Deformation-induced lateral migration of a bubble slowly rising near a vertical plane wall (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, K., Takemura, F.
  • 学会等名: 63rd Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
  • 発表場所: Long Beach, California, USA
  • 年月日: 2010-11-23
• [学会発表] Deformation-induced lift force on a bubble slowly rising near a vertical plane wall (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, K., Takemura, F.
  • 学会等名: 8th Japan-UK Seminar on Multiphase Flows
  • 発表場所: 小樽,北海道
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 音場中の気液マイクロメニスカス界面の変形 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉山和靖
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2010
  • 発表場所: 北海道大学,北海道
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] 音場中の気液マイクロメニスカス界面の変形 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉山和靖
  • 学会等名: 日本流体力学会 年会2010
  • 発表場所: 北海道大学,北海道
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] 壁面に沿う流れにおける超弾性体のオイラー型シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉山和靖, 伊井仁志, 竹内伸太郎, 高木周, 松本洋一郎
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学,愛知
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] 固定メッシュ法に基づくネオフック体管内流の流体構造連成シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉山和靖, 長野直大, 竹内伸太郎, 伊井仁志, 高木周, 松本洋一郎
  • 学会等名: 第59回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 日本学術会議,東京
  • 年月日: 2010-06-10
• [学会発表] A full Eulerian finite difference approach for fluid-structure coupling problems (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, K., Ii, S., Takeuchi, S., Takagi, S., Matsumoto, Y.
  • 学会等名: International Conference on Multiphase Flow
  • 発表場所: Tampa Bay, Florida, USA.
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] A full Eulerian finite difference approach for fluid-structure coupling problems (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, K., Ii, S., Takeuchi, S., Takagi, S., Matsumoto, Y
  • 学会等名: International Conference on Multiphase Flow
  • 発表場所: Tampa Bay, Florida, USA
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] 現配置参照型流体構造連成オイラー解析法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉山和靖, 竹内伸太郎, 伊井仁志, 高木周, 松本洋一郎
  • 学会等名: 第23回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学,宮城
  • 年月日: 2009-12-17
• [学会発表] 現配置参照型流体構造連成オイラー解析法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉山和靖, 竹内伸太郎, 伊井仁志, 高木周, 松本洋一郎
  • 学会等名: 第23回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2009-12-17
• [学会発表] 鉛直平板付近を上昇する変形気泡の揚力に対する潤滑効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉山和靖, 竹村文男
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2009
  • 発表場所: 東洋大学,東京
  • 年月日: 2009-09-02
• [学会発表] 鉛直平板付近を上昇する変形気泡の揚力に対する潤滑効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉山和靖, 竹村文男
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2009
  • 発表場所: 東洋大学
  • 年月日: 2009-09-02