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フェーズフィールドモデルに基づくマイクロ多孔質体内相変化二相流計算法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26420128
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
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

高田 尚樹  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究チーム長 (60357358)

連携研究者 松本 純一  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター, 研究チーム長 (90392662)
井上 朋也  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域集積マイクロシステム研究センター, 研究チーム長 (20392590)
竿本 英貴  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター活断層・火山研究部門, 主任研究員 (60421848)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード混相流 / 数値流体力学 / 数値シミュレーション / 濡れ性 / 界面 / テクスチャ表面 / フェーズフィールドモデル / 格子ボルツマン法 / 多孔質媒体 / 接触角 / フェーズフィールド法
研究成果の概要

本研究では、空隙が不規則に連なる多孔質媒体の内部で二種類の液体が混在して流れる二相流現象のシミュレーションを行う計算法を開発した。本計算法は、様々な理工学分野の諸問題に共通して見られる、界面張力の効果が支配的で且つ固体表面の不均一な濡れ性や凹凸構造の影響が顕著なマイクロスケールの二相流現象を従来よりも高精度・高効率に予測可能であり、気体・液体・固体が混在して相変化を伴う混相流への適用に拡張できる。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (10件)

  • [雑誌論文] Phase-field model-based simulation of two-phase fluid motion on partially wetted and textured solid surface2016

    • 著者名/発表者名
      Takada, Naoki; Matsumoto, Junichi; Matsumoto, Sohei; Kurihara, Kazuma
    • 雑誌名

      Journal of Computational Science

      巻: 17 ページ: 315-324

    • DOI

      10.1016/j.jocs.2016.05.009

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] CFD simulation of microscopic two-phase fluid motion on solid body with edges and heterogeneously-wetted surface using phase-field model2015

    • 著者名/発表者名
      Takada, Naoki; Matsumoto, Junichi; Matsumoto, Sohei; Kurihara, Kazuma
    • 雑誌名

      Proceedings of the 6th International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering (Coupled Problems 2015)

      巻: - ページ: 625-634

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reductions in anisotropic errors from implementation of phase-field wetting boundary condition for off-grid objects2015

    • 著者名/発表者名
      Inoue, Yasuhiro; Ishida, Kazuki; Takada, Naoki; Hojo, Masaki
    • 雑誌名

      International Journal of Computational Methods

      巻: 12

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation of two-phase fluid motion in microchannel based on phase-field model2014

    • 著者名/発表者名
      Takada, Naoki; Matsumoto, Junichi; Matsumoto, Sohei
    • 雑誌名

      Proceedings of the 11th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XI - ECCM V - ECFD VI)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] テクスチャ表面上マイクロ液液二相流体挙動のシミュレーション技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹
    • 学会等名
      日本トライボロジー学会 第24回テクスチャリング表面のトライボロジー研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 格子ボルツマン法による多相流体運動のシミュレーションの概要2017

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹
    • 学会等名
      公益社団法人高分子学会 第22回高分子計算機科学研究会講座 マルチスケールな高分子シミュレーション技術
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical Simulation of Motion of Fine Droplet on Structured Solid Surface Using Phase-field Model-based Lattice-Boltzmann Method2017

    • 著者名/発表者名
      Takada, Naoki
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Numerical Methods in Multiphase Flows (ICNMMF-III)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ流路内液体流れシミュレーションへの格子ボルツマン法の適用2017

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹
    • 学会等名
      日本機械学会 第25回茨城講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 固体表面上のマイクロ液体挙動に関する拡散界面モデルシミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹
    • 学会等名
      日本機械学会 第30回計算力学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 拡散界面モデルシミュレーションによるテクスチャ表面上の液滴挙動の研究2016

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 栗原 一真; 穂苅 遼平; 松本 壮平; 松本 純一
    • 学会等名
      日本機械学会第29回計算力学講演会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス(愛知県名古屋市千種区不老町)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値流体力学シミュレーションによる微小スケール液滴挙動の予測2016

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 栗原 一真; 穂苅 遼平; 松本 壮平; 松本 純一
    • 学会等名
      2016年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      茨城大学 水戸キャンパス(茨城県水戸市文京)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微細溝付き表面を利用した液滴挙動制御のための数値シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 松本 壮平; 栗原 一真; 穂苅 遼平; 松本 純一
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2016
    • 発表場所
      同志社大学 今出川キャンパス(京都府京都市上京区)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of microscopic multiphase fluid motion on solid surface Using Diffuse-interface Approach2016

    • 著者名/発表者名
      Takada, Naoki; Matsumoto, Sohei; Kurihara, Kazuma; Hokari, Ryohei
    • 学会等名
      The 12th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XII) and the 6th Asia-Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM VI)
    • 発表場所
      Coex Convention & Exhibition Center, Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小テクスチャ固体表面上混相流体挙動予測への拡散界面モデルの適用について2016

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 松本 壮平; 栗原 一真; 穂苅 遼平; 松本 純一
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター(新潟市中央区万代島)
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Simulation of microscopic fluid particle motion on solid surface using a diffuse-interface model2016

    • 著者名/発表者名
      Takada, Naoki; Matsumoto, Sohei; Kurihara, Kazuma; Hokari, Ryohei; Matsumoto, Junichi
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Multiphase Flow (ICMF 2016)
    • 発表場所
      Palazzo dei Congressi, Firenze, Italy
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 混相流シミュレーションにおけるフェーズフィールドモデルとLBMについて2016

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹
    • 学会等名
      第25回格子ボルツマン法の基礎と応用に関する研究会(LBM研究会)
    • 発表場所
      富山大学 黒田講堂(富山県富山市五福)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 微細テクスチャ表面上での液滴挙動に関する拡散界面モデル数値シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 栗原 一真; 穂苅 遼平; 松本 壮平
    • 学会等名
      日本機械学会2016茨城講演会
    • 発表場所
      茨城大学 日立キャンパス(茨城県日立市中成沢町)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 濡れ性が不均一な固体表面上の液滴挙動の拡散界面モデル数値解析2016

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 松本 壮平; 栗原 一真; 穂苅 遼平
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部 第17回秋季技術交流フォーラム
    • 発表場所
      龍谷大学 大宮キャンパス(京都府京都市下京区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 固体表面上液滴挙動解析への保存型レベルセット格子ボルツマン法の適用2015

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 松本 純一; 松本 壮平; 栗原 一真; 穂苅 遼平
    • 学会等名
      日本流体力学会第29回数値流体力学シンポジウム(CFD2015)
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス, 福岡県春日市春日公園
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of microscopic two-phase fluid motion on solid surface using phase-field and lattice-Boltzmann models2015

    • 著者名/発表者名
      Takada, Naoki; Matsumoto, Junichi; Matsumoto, Sohei; Kurihara, Kazuma; Hokari, Ryohei
    • 学会等名
      The 3rd International Workshops on Advances in Computational Mechanics (IWACOM-III)
    • 発表場所
      KFC Hall & Rooms, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小テクスチャ表面上での液滴挙動のフェーズフィールドモデル数値シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 松本 純一; 松本 壮平; 栗原 一真; 穂苅 遼平
    • 学会等名
      日本機械学会 第28回計算力学講演会(CMD2015)
    • 発表場所
      横浜国立大学, 神奈川県横浜市保土ヶ谷区
    • 年月日
      2015-10-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 物体の形状と濡れ性が影響する微細二相流体挙動のシミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 松本 純一; 松本 壮平; 栗原 一真
    • 学会等名
      日本混相流学会 混相流シンポジウム2015
    • 発表場所
      高知工科大学, 高知県香美市土佐山田町
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Phase-field model-based simulation of two-phase fluid motion on partially-wetted and textured solid surface2015

    • 著者名/発表者名
      Takada, Naoki; Matsumoto, Junichi; Matsumoto, Sohei; Kurihara, Kazuma
    • 学会等名
      The 24th International Conference on Discrete Simulation of Fluid Dynamics (DSFD2015)
    • 発表場所
      The Royal Society of Edinburgh, Edinburgh, United Kingdom
    • 年月日
      2015-07-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フェーズフィールドモデルに基づく固体表面上のマイクロ二相流体挙動のシミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 松本 純一; 松本 壮平
    • 学会等名
      日本計算工学会 第20回計算工学講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場, 茨城県つくば市竹園
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 物体の形状と表面濡れ性に起因する微小二相流体挙動の数値シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 松本 純一; 松本 壮平; 栗原 一真
    • 学会等名
      日本流体力学会 第28回数値流体力学シンポジウム (CFD2014)
    • 発表場所
      タワーホール船堀, 東京都江戸川区
    • 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] テクスチャ表面上での流体粒子挙動のフェーズフィールドモデルシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 松本 純一; 松本 壮平
    • 学会等名
      日本機械学会 第27回計算力学講演会 (CMD2014)
    • 発表場所
      岩手大学工学部, 盛岡市上田
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡散界面モデル計算法による物体角部での液滴挙動のシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 松本 純一; 松本 壮平; 魯 健; 高木 秀樹
    • 学会等名
      日本混相流学会 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」, 札幌市中央区
    • 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] 固体表面上の二相流体挙動の数値解析へのPhase-fieldモデル格子ボルツマン法の適用2014

    • 著者名/発表者名
      高田 尚樹; 松本 純一; 松本 壮平
    • 学会等名
      日本計算工学会 第19回計算工学講演会
    • 発表場所
      広島国際会議場, 広島市中区中島町
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 研究者紹介,研究成果一覧Webページ(日本語版)

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/naoki-takada/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [備考] 研究内容紹介Webページ(日本語版)

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/naoki-takada/phase_field_cfd.htm

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
  • [備考] 研究者紹介,研究成果一覧Webページ(英語版)

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/naoki-takada/index_en.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [備考] 研究内容紹介Webページ(英語版)

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/naoki-takada/phase-field_cfd_en.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
  • [備考] 研究者紹介、研究成果一覧Webページ(日本語版)

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/naoki-takada/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 研究成果一覧Webページ(英語版)

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/naoki-takada/index_en.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 研究者紹介、研究成果一覧Web ページ (日本語版)

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/naoki-takada/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 研究内容紹介Web ページ (日本語版)

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/naoki-takada/phase_field_cfd.htm

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 研究成果一覧Web ページ (英語版)

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/naoki-takada/index_en.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 研究内容紹介Web ページ (英語版)

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/naoki-takada/phase-field_cfd_en.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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