格子ボルツマン法を用いたマイクロスケールの複雑流路内における固液混相流解析

• 研究課題/領域番号: 23560192
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 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, 教授 (00324228)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2011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: 固液二相流 / 粘弾性物体 / 格子ボルツマン法 / マイクロフルイディクス / 赤血球 / 狭窄部 / 複雑混相流 / マイクロ流路 / 複雑流

研究概要

格子ボルツマン法に基づく新しい固液二相流シミュレーション法を開発し，複雑な流路をもつマイクロスケール構造内における変形可能な物体の挙動解析を行った．申請者らのこれまでの研究成果を発展させ，例えば赤血球に代表される双凹面形状などの非球形粒子の挙動や，狭窄部が存在するような複雑流路内における粘弾性物体の挙動について詳しく調べた．その結果，本手法の妥当性が確認され，将来汎用解析コードとしての有望性が示唆された．

研究成果

• [雑誌論文] U字曲がり管内を流れる単一粒子の挙動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉野正人,鈴木崇司,村山寿郎
  • 雑誌名: 計算数理工学論文集 巻: 13巻 ページ: 97-102
  • NAID: 120007101326
  • URL: http://gspsun1.gee.kyoto-u.ac.jp/JASCOME/denshi-journal/index.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] 濡れ性を考慮した多数の球状物体間を浸透する液相の挙動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉野正人,小林勇貴,田中義人
  • 雑誌名: 混相流 巻: 26巻,No.5 ページ: 499-506
  • NAID: 10031163295
  • URL: http://gspsun1.gee.kyoto-u.ac.jp/JASCOME/denshi-journal/index.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] U字曲がり管内を流れる単一粒子の挙動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉野正人，鈴木崇司，村山寿郎
  • 雑誌名: 計算数理工学論文集 巻: 13 ページ: 97-102
  • NAID: 120007101326
  • 査読あり
• [雑誌論文] 濡れ性を考慮した多数の球状物体間を浸透する液相の挙動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉野正人，小林勇貴，田中義人
  • 雑誌名: 混相流 巻: 26 ページ: 499-506
  • NAID: 10031163295
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lattice Kineticスキームにおける複雑流路形状に対応した空間微分近似方法の提案 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉野正人,田中義人,細井祐介
  • 雑誌名: 計算数理工学論文集 巻: 11巻 ページ: 111-116
  • NAID: 120007101095
  • URL: http://gspsun1.gee.kyoto-u.ac.jp/JASCOME/denshi-journal/index.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional lattice Boltzmann simulation of two-phase flow containing a deformable body with a viscoelastic membrane (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Murayama, Masato Yoshino, and Tetsuo Hirata
  • 雑誌名: Communications in Computational Physics 巻: Vol.9, No.5 ページ: 1397-1413
  • NAID: 120007105009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lattice Boltzmann simulation of nucleate pool boiling in saturated liquid (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshito Tanaka, Masato Yoshino, and Tetsuo Hirata
  • 雑誌名: Communications in Computational Physics 巻: Vol.9, No.5 号: 5 ページ: 1347-1361
  • DOI: 10.4208/cicp.141109.161210s
  • NAID: 120007105008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-Dimensional Lattice Boltzmann Simulation of Two-Phase Flow Containing a Deformable Body with a Viscoelastic Membrane (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Murayama, Masato Yoshino, Tetsuo Hirata
  • 雑誌名: Communications in Computational Physics 巻: 9 号: 5 ページ: 1397-1413
  • DOI: 10.4208/cicp.111109.241210s
  • NAID: 120007105009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lattice Kinetic スキームにおける複雑流路形状に対応した空間微分近似方法の提案 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉野正人，田中義人，細井祐介
  • 雑誌名: 計算数理工学論文集 巻: 11 ページ: 111-116
  • NAID: 120007101095
  • 査読あり
• [学会発表] 二相系格子ボルツマン法を用いた分岐部を流れる粒子の挙動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 天野慎也,吉野正人
  • 学会等名: 第27回数値流体力学シンポジウム講演要旨集
  • 発表場所: 名古屋大学(D08-2, 6 pages)
  • 年月日: 2013-12-19
• [学会発表] 網目状多孔体内における熱流動現象の数値解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小宮山智,吉野正人,飯沼幹雄
  • 学会等名: 第11回日本流体力学会中部支部講演会講演概要集
  • 発表場所: 名古屋大学(2-3,p. 7)
  • 年月日: 2013-12-16
• [学会発表] T字型マイクロリアクタにおける液液二相スラグ流の数値計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 當舎諒美,吉野正人
  • 学会等名: 第11回日本流体力学会中部支部講演会講演概要集
  • 発表場所: 名古屋大学(2-2,p. 6)
  • 年月日: 2013-12-16
• [学会発表] 二相系格子ボルツマン法とその形状最適化問題への適用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉野正人
  • 学会等名: 日本機械学会第26回計算力学講演会
  • 発表場所: 佐賀大学(CMD2013)(CDROM)(No. 2201, 3 pages)
  • 年月日: 2013-11-03
• [学会発表] 二相系格子ボルツマン法とその形状最適化問題への適用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉野正人
  • 学会等名: 日本機械学会 第26回計算力学講演会（CMD2013）
  • 発表場所: 佐賀大学
• [学会発表] T字型マイクロリアクタにおける液液二相スラグ流の数値計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 當舎諒美，吉野正人
  • 学会等名: 第11回日本流体力学会中部支部講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 網目状多孔体内における熱流動現象の数値解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小宮山智，吉野正人，飯沼幹雄
  • 学会等名: 第11回日本流体力学会中部支部講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 二相系格子ボルツマン法を用いた分岐部を流れる粒子の挙動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 天野慎也，吉野正人
  • 学会等名: 第27回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 二相系格子ボルツマン法を用いた固体壁に衝突する液滴の動的挙動解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本田健二,吉野正人
  • 学会等名: 第26回数値流体力学シンポジウム講演要旨集
  • 発表場所: 東京都渋谷区(E03-5, 8 pages)
  • 年月日: 2012-12-18
• [学会発表] 二相系格子ボルツマン法による狭窄部を通過する赤血球の挙動解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 勝見真悟,吉野正人
  • 学会等名: 第10回日本流体力学会中部支部講演会講演概要集
  • 発表場所: 千曲市(3-1,p. 11)
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] 濡れ性を考慮した球状物体間における三次元気液二相流解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野正人,小林勇貴,田中義人
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2012講演論文集
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス(B213, pp. 152-153)
  • 年月日: 2012-08-10
• [学会発表] 曲がり管内を流れる変形する物体の挙動シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野正人,地村啓,天野慎也
  • 学会等名: 第17回計算工学講演会講演論文集
  • 発表場所: 京都市(CDROM)(G-5-6, 4 pages)
  • 年月日: 2012-05-30
• [学会発表] 曲がり管内を流れる変形する物体の挙動シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野正人，地村啓，天野慎也
  • 学会等名: 第17回計算工学講演会
  • 発表場所: 京都教育文化センター(京都市)
• [学会発表] 濡れ性を考慮した球状物体間における三次元気液二相流解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野正人，小林勇貴，田中義人
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2012
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス（千葉県柏市）
• [学会発表] 二相系格子ボルツマン法による狭窄部を通過する赤血球の挙動解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 勝見真悟，吉野正人
  • 学会等名: 第10回日本流体力学会中部支部講演会
  • 発表場所: ホテル杏泉閣（長野県千曲市）
• [学会発表] 二相系格子ボルツマン法を用いた固体壁に衝突する液滴の動的挙動解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本田健二，吉野正人
  • 学会等名: 第26回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター（東京都渋谷区）
• [学会発表] 格子ボルツマン法を用いた曲がり管内流れにおける物体の挙動シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 地村啓,吉野正人,鈴木崇司
  • 学会等名: 第25回数値流体力学シンポジウム講演要旨集
  • 発表場所: 大阪大学(E03-5, 8 pages)
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] 二相系格子ボルツマン法を用いた曲がり管内流れにおける変形する物体の挙動シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 地村啓,吉野正人,鈴木崇司
  • 学会等名: 第9回日本流体力学会中部支部講演会講演概要集
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学(3-4,p. 12)
  • 年月日: 2011-11-19
• [学会発表] 濡れ性を考慮した多数の球状物体間を浸透する液相の挙動解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林勇貴,田中義人,吉野正人
  • 学会等名: 第9回日本流体力学会中部支部講演会講演概要集
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学(3-3,p. 11)
  • 年月日: 2011-11-19
• [学会発表] 格子ボルツマン法による流体中における粘弾性皮膜物体の挙動解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 村山寿郎,吉野正人,勝見真悟
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2011講演論文集
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学(A123, pp. 14-15)
  • 年月日: 2011-08-06
• [学会発表] Lattice Boltzmann Simulation of Dynamic Behavior of Liquid Droplets on Solid Surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: Masato Yoshino, Yoshito Tanaka, Keisuke Yano
  • 学会等名: International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences(招待講演)
  • 発表場所: Nanjing, China
• [学会発表] 格子ボルツマン法による流体中における粘弾性皮膜物体の挙動解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 村山寿郎，吉野正人，勝見真悟
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2011
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
• [学会発表] 濡れ性を考慮した多数の球状物体間を浸透する液相の挙動解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林勇貴，田中義人，吉野正人
  • 学会等名: 第9回日本流体力学会中部支部講演会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
• [学会発表] 二相系格子ボルツマン法を用いた曲がり管内流れにおける変形する物体の挙動シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 地村啓，吉野正人，鈴木崇司
  • 学会等名: 第9回日本流体力学会中部支部講演会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
• [学会発表] 格子ボルツマン法を用いた曲がり管内流れにおける物体の挙動シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 地村啓，吉野正人，鈴木崇司
  • 学会等名: 第25回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学
• [備考]
  • URL: http://www.mech.shinshu-u.ac.jp/laboratories/r/index.html