多孔体内メソ-マクロ流動の階層シミュレーションに関する研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18360050
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 工学基礎
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 須賀 一彦 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (60374089)
• 研究分担者: 兵頭 志明 (株)豊田中央研究所, 主席研究員 (20394520)
• 連携研究者: 金城 友之 (株)豊田中央研究所, 研究員 (80399732) ; 森本 友 (株)豊田中央研究所, 主席研究員 (90394501) ; 山田 春彦 (株)豊田中央研究所, 主任研究員 (50394557)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: シミュレーション工学

研究概要

メソ-マクロスケール流動に対応できる非連続体格子ボルツマン法(LBM)を構築した.このモデルは直接法などによる非連続体流動域の傾向をよく再現するとともに,分子動力学法による結果とも十分よく対応した結果を示す.また,複雑な流れ系では簡便で実用上有利な2次のLBM速度モデルでも十分妥当な解析が可能であることを確認した.マクロスケール領域の解析では粗面,多孔質の両効果を考慮した壁面モデルの構築を行い,これをメソ-マクロ問題と連成させるためにLBMの壁モデルに組み込んだ.

研究成果

• [雑誌論文] Lattice Boltzmann flow simulation in a combined nanochannel (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Suga, S. Takenaka, T. Ito, M. Kaneda
  • 雑誌名: Advances in Applied Mathematics and Mechanics vol.2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling turbulent high Schmidt number mass transfer across undeformable gas-liquid interfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Suga, M. Kubo
  • 雑誌名: Int. J. Heat Mass Transfer vol.53 ページ: 2989-2995
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three Dimensional Microscopic Flow Simulation Across the Interface of a Porous Wall and Clear Fluid by the Lattice Boltzmann Method, The Open Transp. (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Suga, Y. Nishio
  • 雑誌名: Phenom. J vol.1 ページ: 35-44
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lattice Boltzmann Simulation of Gas Flow over Micro-scale Airfoils (2009)
  • 著者名/発表者名: X.-D. Niu, S. Hyodo, K. Suga, H. Yamaguchi
  • 雑誌名: Computers & Fluids vol.38 ページ: 1675-1681
  • 査読あり
• [雑誌論文] A boundary reconstruction scheme for lattice Boltzmann flow simulation in porous media (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Suga, T. Tanaka, Y. Nishio, M. Murata
  • 雑誌名: Progress in Comp. Fluid Dynamics vol.9 ページ: 201-207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computation of turbulent flows over porous/fluid interfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Suga, S. Nishiguchi
  • 雑誌名: Fluid Dyn. Res 12401 ページ: 1-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computation of High Prandtl Number Turbulent Thermal Fields by the Analytical Wall-Function (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Suga
  • 雑誌名: Int. J. Heat Mass Transfer vol.50 ページ: 4967-4974
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic lattice Boltzmann method for microscale gas flows:Issues on boundary condition, relaxation time, and regularization (2007)
  • 著者名/発表者名: X.-D. Niu, T. Munekata, S. Hyodo, K. Suga
  • 雑誌名: Physical Review E 36711 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] An investigation of water-gas transport process in the gas-diffusion-layer of a PEM fuel cell by a multiphase multiple-relaxation-time lattice Boltzmann model (2007)
  • 著者名/発表者名: X.-D. Niu, T. Munekata, S. Hyodo, K. Suga
  • 雑誌名: J. Power Sources vol.172 ページ: 542-552
  • 査読あり
• [学会発表] Lattice Boltzmann Modeling for Nanoscopic Flow Simulation (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Suga, S. Takenaka, T. Kinjo, S. Hyodo
  • 学会等名: Int. Conf. Comput. & Experimental Enging and Sciences
  • 発表場所: Las Vegas, USA
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] Tackling complex turbulent surface phenomena by analytical surface-functions (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Suga
  • 学会等名: 2nd Asian Symp. Comp. Heat Transfer and Fluid Flow
  • 発表場所: Jeju, South Korea
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] LBM and MD simulation of a flow in a nano-porous medium (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Suga, S. Takenaka, T. Kinjo, S. Hyodo
  • 学会等名: 2nd Asian Symp. Comp. Heat Transfer and Fluid Flow
  • 発表場所: Jeju, South Korea
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] Flow simulations in a sub-micro porous medium by the lattice Boltzmann and the molecular dynamics methods (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Takenaka, K. Suga, T. Kinjo, S. Hyodo
  • 学会等名: 7th Int. ASME conf. on Nanochannels, Microchannels and Minichannels
  • 発表場所: Pohang, South Korea
  • 年月日: 2009-06-24
• [学会発表] Modeling high Schmidt number turbulent scalar transport across air-water interfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Suga, M. Kubo
  • 学会等名: 6th Int. Symp. Turb. Shear Flow Phenomena
  • 発表場所: Seoul, South Korea
  • 年月日: 2009-06-23
• [学会発表] 粗視化動力学法に基づく反応系の濃度表現 (2009)
  • 著者名/発表者名: 兵頭志明
  • 学会等名: 第12回理論化学討論会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-05-29
• [学会発表] Lattice Boltzmann flow simulation of porous medium- clear fluid interface regions (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Suga, Y. Nishio
  • 学会等名: 19th Int. Symp. on Transp. Phenomena
  • 発表場所: Reykjavik, Iceland
  • 年月日: 2008-08-19
• [学会発表] Modeling turbulent flows over permeable walls (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Suga, S. Nishiguchi
  • 学会等名: 7th Int. Symp. on Eng. Turbulence Modelling and Measurements
  • 発表場所: Limassol, Cyprus
  • 年月日: 2008-06-05
• [学会発表] A boundary reconstruction scheme for lattice Boltzmann flow simulation in porous media (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Suga, T. Tanaka, Y. Nishio, M. Murata
  • 学会等名: 1st Asian Symp. Comp. Heat Transfer & Fluid Flow
  • 発表場所: Xi'an, China
  • 年月日: 2007-10-18
• [学会発表] A generalized coarse-grained equation of motion (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kinjo, S. Hyodo
  • 学会等名: 1st Asian Symp. Comp. Heat Transfer & Fluid Flow
  • 発表場所: Xi'an, China
  • 年月日: 2007-10-18