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微小スケールにおける表面張力に関連する効果を利用した液操作に関する数値解析的研究

研究課題

研究課題/領域番号 25420135
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
研究機関関西大学

研究代表者

山本 恭史  関西大学, システム理工学部, 准教授 (90330175)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード混相流 / 表面張力 / 濡れ性 / 微小スケール / 流体工学 / マランゴニ効果
研究成果の概要

手のひらより小さいチップの上でDNA等の分析を行う装置がある.その装置上で簡易に液体を移動させるには表面張力の利用が考えられる.なぜなら,寸法が小さくなると重力や圧力に比べて長さ当たりの力である表面張力が相対的に大きくなるからである.その表面張力に関連する現象として,濡れ性(撥水性や親水性)とマランゴニ効果(表面張力が部分的に下がると引っ張られて流れが起きる現象)を積極的に利用すると効率よく液を動かせる.本研究では,それらの効果を効率よく利用する際の条件について検討できるシミュレーターの開発を行った.また,そのための精密なモデル開発や電気の影響で濡れ性を変化させるモデル開発を行った.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] GNBC-Front-Tracking法とImmersed Boundary法を用いた固体球の動的な濡れのシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      大友涼子,北優也,山本恭史,伊藤高啓,脇本辰郎,加藤健司
    • 雑誌名

      混相流

      巻: 29 号: 5 ページ: 443-450

    • DOI

      10.3811/jjmf.29.443

    • NAID

      130005145072

    • ISSN
      0914-2843, 1881-5790
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Modeling of the dynamic wetting behavior in a capillary tube considering the macroscopic–microscopic contact angle relation and generalized Navier boundary condition2014

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Yamamoto, Takahiro Ito, Tatsuro Wakimoto, Kenji Katoh
    • 雑誌名

      International Journal of Multiphase Flow

      巻: 59 ページ: 106-112

    • DOI

      10.1016/j.ijmultiphaseflow.2013.10.018

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] エレクトロウェッティングによる狭小平板間における液操作のシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      山本恭史,大西祐司,大友涼子,伊藤高啓,脇本辰郎,加藤健司
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2016
    • 発表場所
      同志社大学,京都市
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Front-tracking Simulation of Electrowetting Droplet Manipulation2016

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Yamamoto, Ryoko Otomo, Takahiro Ito, Tatsuro Wakimoto, Kenji Katoh
    • 学会等名
      9th International Conference on Multiphase Flow
    • 発表場所
      Firenze, Italy
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] GNBC-Front-tracking法とImmersed Boundary法を用いた固体球の動的な濡れのシミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      大友涼子,北優也,山本恭史,伊藤高啓,脇本辰郎,加藤健司
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2015
    • 発表場所
      高知工科大, 香美市
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] エレクトロウェッティングによる液滴操作のシミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      山本恭史,土井康平,菊池和也,大友涼子,伊藤高啓,脇本辰郎,加藤健司
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2015
    • 発表場所
      高知工科大, 香美市
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Front-tracking simulation of a droplet manipulation by utilizing temperature dependency of fluid properties2015

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Yamamoto, Ryota Funada, Kohei Sakaguchi, Ryoko Otomo, Takahiro Ito, Tatsuro Wakimoto, Kenji Katoh
    • 学会等名
      ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2015
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] GNBC-Front-tracking法とImmersed Boundary法を用いた固体球の濡れのシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      北優也,山本恭史,伊藤高啓,脇本辰郎,加藤健司
    • 学会等名
      第28回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      東京,タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-12-09 – 2014-12-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 物性の温度依存性を利用した液滴操作に関するシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      山本恭史,舩田亮太,伊藤高啓,脇本辰郎,加藤健司
    • 学会等名
      第63回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] GNBC-Front-tracking 法とImmersed Boundary 法を用いた固体球表面の濡れのモデル開発2014

    • 著者名/発表者名
      北優也,羽場豊,山本恭史,伊藤高啓,脇本辰郎,加藤健司
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2014
    • 発表場所
      北海道立道民活動センターかでる2・7
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 温度操作による液滴駆動のシミュレーション(物性の温度依存性の検討)2013

    • 著者名/発表者名
      舩田亮太,山本恭史,伊藤高啓,脇本辰郎,加藤健司
    • 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 東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] Yasufumi Yamamoto

    • URL

      http://www2.itc.kansai-u.ac.jp/~yamayasu/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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