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格子ボルツマン法を用いたマイクロ流路内における粘弾性固体の挙動解析

研究課題

研究課題/領域番号 21760123
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 流体工学
研究機関信州大学

研究代表者

吉野 正人  信州大学, 工学部, 准教授 (00324228)

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 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード数値流体力学 / 複雑流れ / 固液二相流 / 格子ボルツマン法 / マイクロ流路 / 粘弾性固体 / Maxwellモデル / tank-treading運動 / Segre-Silberberg効果 / 複雑流 / 固液混相流 / マイクロチャンネル / 粘弾性体 / 血流 / 赤血球
研究概要

粘弾性固体を含む二相系格子ボルツマン法を構築した。本手法を用いて、せん断流れ場における固体の挙動について数値シミュレーションを行い、得られたせん断速度と固体の変形度の関係は既存の計算結果とよく一致することがわかった。また、膜のtank-treading運動が再現されることを確認し、本手法の妥当性が示された。次に、微小流路内を流れる固体の挙動を調べ、固体は変形能の違いによってその平衡位置が管軸あるいは管壁と管軸との間に現れることがわかった。さらに、粘弾性膜の内部流体と外部流体の粘度比が、流路内を流れる固体の挙動に与える影響について調べた。

報告書

(3件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (13件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Hirata, Three-Dimensional Lattice Boltzmann Simulation of Two-Phase Flow Containing a Deformable Body with a Viscoelastic Membrane2011

    • 著者名/発表者名
      T.Murayama, M.Yoshino, T. Hirata
    • 雑誌名

      Communications in Computational Physics Vol.9

      ページ: 1397-1413

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 二相系格子ボルツマン法を用いた流体中における粘弾性皮膜固体の挙動解析(内部流体の粘度が固体の挙動に与える影響について)2011

    • 著者名/発表者名
      村山寿郎、吉野正人、平田哲夫
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編 77巻

      ページ: 4-19

    • NAID

      130000873913

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 二相系格子ボルツマン法を用いた流体中における粘弾性皮膜固体の挙動解析(内部流体の粘度が固体の挙動に与える影響について)2011

    • 著者名/発表者名
      村山寿郎, 吉野正人, 平田哲夫
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編

      巻: 77 ページ: 4-19

    • NAID

      130000873913

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 格子ボルツマン法を用いた平行平板間内を流れる複数個の粘弾性皮膜固体の挙動解析2010

    • 著者名/発表者名
      地村啓、吉野正人、村山寿郎
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集 10巻

      ページ: 99-104

    • NAID

      120007101325

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 格子ボルツマン法を用いた平行平板間内を流れる複数個の粘弾性皮膜固体の挙動解析2010

    • 著者名/発表者名
      地村啓, 吉野正人, 村山寿郎
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 10 ページ: 99-104

    • NAID

      120007101325

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A lattice Boltzmann method for a two-phase flow containing solid bodies with viscoelastic membranes2009

    • 著者名/発表者名
      Masato Yoshino, Toshiro Murayama
    • 雑誌名

      European Physical Journal-Special Topics VOL.171

      ページ: 151-157

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 格子ボルツマン法による気液および固液混相流解析2009

    • 著者名/発表者名
      吉野正人
    • 雑誌名

      計算工学 14巻

      ページ: 2115-2118

    • NAID

      10025560277

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 格子ボルツマン法を用いた曲り管内の二相流シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木崇司, 村山寿郎, 中西喬也, 吉野正人
    • 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
    • 年月日
      2010-12-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ダクト内を流れる複数個の粘弾性皮膜固体の挙動解析2010

    • 著者名/発表者名
      村山寿郎, 吉野正人, 平田哲夫
    • 学会等名
      日本混相流学会年会講演会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      2010-07-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 格子ボルツマン法を用いた複数個の粘弾性皮膜固体を含む流れの二次元シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      地村啓, 村山寿郎, 吉野正人
    • 学会等名
      第15回計算工学講演会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2010-05-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 格子ボルツマン法による円管内流れの数値シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      中西喬也, 村山寿郎, 吉野正人
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部第47期総会・講演会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟)
    • 年月日
      2010-03-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 格子ボルツマン法を用いた曲り管内の二相流シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木崇司、村山寿郎、中西喬也、吉野正人
    • 学会等名
      第24回数値流体力学シンポジウム講演要旨集、E6-5
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] ダクト内を流れる複数個の粘弾性皮膜固体の挙動解析2010

    • 著者名/発表者名
      村山寿郎、吉野正人、平田哲夫
    • 学会等名
      日本混相流学会年会講演会2010講演論文集、B-111 pp.34-35
    • 発表場所
      静岡大学
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 格子ボルツマン法を用いた複数個の粘弾性皮膜固体を含む流れの二次元シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      地村啓、村山寿郎、吉野正人
    • 学会等名
      第15回計算工学講演会講演論文集、B-15-2 pp.291-294
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 格子ボルツマン法による円管内流れの数値シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      中西喬也、村山寿郎、吉野正人
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部第47期総会・講演会講演論文集、102 pp.3-4
    • 発表場所
      新潟大学
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 格子ボルツマン法による管路内流れにおける粘弾性皮膜固体の変形解析2009

    • 著者名/発表者名
      村山寿郎, 吉野正人, 平田哲夫
    • 学会等名
      第87期日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋)
    • 年月日
      2009-11-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 二相系格子ボルツマン法による流れ場における粘弾性皮膜固体の挙動解析(固体の体積および表面積変化を考慮した弾性モデルの改良)2009

    • 著者名/発表者名
      村山寿郎, 吉野正人, 平田哲夫
    • 学会等名
      日本混相流学会年会講演会2009
    • 発表場所
      熊本大学(熊本)
    • 年月日
      2009-08-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Three-dimensional lattice Boltzmann simulation of two-phase flow containing bodies with viscoelastic membranes2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Murayama, Masato Yoshino, Tetsuo Hirata
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Discrete Simulation of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2009-07-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 格子ボルツマン法による管路内流れにおける粘弾性皮膜固体の変形解析2009

    • 著者名/発表者名
      村山寿郎、吉野正人、平田哲夫
    • 学会等名
      第87期日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集、1415 pp.455-456
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 二相系格子ボルツマン法による流れ場における粘弾性皮膜固体の挙動解析(固体の体積および表面積変化を考慮した弾性モデルの改良)2009

    • 著者名/発表者名
      村山寿郎、吉野正人、平田哲夫
    • 学会等名
      日本混相流学会年会講演会2009講演論文集、D344 pp.338-339
    • 発表場所
      熊本大学
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考] ホームページ等

    • URL

      http://cfd200.shinshu-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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