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誘起電荷電気浸透現象を利用した高機能マイクロ流路の最適設計法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25600158
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 計算科学
研究機関京都大学

研究代表者

泉井 一浩  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90314228)

研究分担者 西脇 眞二  京都大学, 大学院工学研究科, 教授 (10346041)
山田 崇恭  京都大学, 大学院工学研究科, 助教 (30598222)
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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード最適設計 / マイクロ流路デバイス / 誘起電荷電気浸透現象 / トポロジー最適化 / マイクロ流体デバイス / 誘起電化電気浸透現象
研究成果の概要

誘起電荷電気浸透現象は,流体中に配置された誘電体の誘電分極によって形成される電気二重層による電場と,流体中のイオンの相互作用により生じる流れである.この現象を利用したマイクロスケールの流体装置の創成設計を目的として,デバイス設計のためのマルチフィジックス・トポロジー最適化法の開発を行った.設計の評価関数を明らかにしたあと,最適化問題を定式化し,その実装方法を示した.最適設計法を実際に実装し,高効率のマイクロポンプの設計案を導出した.

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

    (5件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 誘起電荷電気浸透流を用いたマイクロポンプを対象としたレベルセット法に基づくトポロジー最適化2016

    • 著者名/発表者名
      田中隆太、矢地謙太郎、佐藤綾美、泉井一浩、山田崇恭、西脇眞二
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 82 号: 835 ページ: 15-00406-15-00406

    • DOI

      10.1299/transjsme.15-00406

    • NAID

      130005139979

    • ISSN
      2187-9761
    • 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
  • [学会発表] A level set based topology optimization method for micropump design utilizing induced-charge electroosmosis2015

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Tanaka, Kentaro Yaji, Takayuki Yamada, Kazuhiro Izui, Shinji Nishiwaki
    • 学会等名
      11th world congress of structural and multidisciplinary optimization
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2015-06-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レベルセット法に基づくトポロジー最適化を用いた誘起電荷電気浸透を利用したマイクロポンプの 創生的最適設計法の構築2014

    • 著者名/発表者名
      田中隆太,矢地謙太郎,山田崇恭,泉井一浩,西脇眞二
    • 学会等名
      2014年度関西地方定期学術講演会
    • 発表場所
      東大阪
    • 年月日
      2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 誘起電荷電気浸透流を利用したマイクロ流路デバイスのレベルセット法に基づくトポロジー最適化2014

    • 著者名/発表者名
      田中隆太,矢地謙太郎,山田崇恭,泉井一浩,西脇眞二
    • 学会等名
      第19回計算工学講演会,日本計算工学会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] レベルセット法による形状表現を用いた誘起電荷電気浸透流を利用したマイクロポンプの最適設計法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      田中隆太,矢地謙太郎,山田崇恭,泉井一浩,西脇眞二
    • 学会等名
      第18回計算工学講演会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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