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2020 年度 実績報告書

3次元モンテカルロ法によるキューブ状ヘマタイト粒子分散系における内部構造の検討

研究課題

研究課題/領域番号 18J21020
研究機関秋田県立大学

研究代表者

岡田 和也  秋田県立大学, システム科学技術研究科 総合システム科学専攻, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
キーワードキューブ状ヘマタイト粒子 / ブラウン動力学法 / 磁気粘性効果 / 回転磁場
研究実績の概要

研究計画当初では,令和2年度にキューブ状ヘマタイト粒子に関する実験的な研究を遂行する予定であった.しかしながら,キューブ状ヘマタイト粒子に関する実験的な研究は,現在,国外の様々な研究グループにより幅広く行われている.新規性および独創性を追求するために,単純せん断流中におけるキューブ状磁性粒子分散系を対象としたブラウン動力学法を構築し,キューブ状磁性粒子の凝集構造と磁気粘性効果の関係性の解明を試みた.具体的には,平成31年度に構築した熱力学的平衡状態におけるキューブ状ヘマタイト粒子分散系を対象としたブラウン動力学法を,単純せん断流中におけるキューブ状磁性粒子分散系に適用することにより,キューブ状磁性粒子の凝集形態の内部構造とレオロジー特性の関係性を解明した.得られたシミュレーション結果から,凝集構造の内部構造の相違により非常に特徴的な磁気粘性効果が現れることが明らかになった.また,ある条件下において,キューブ状磁性粒子分散系は負の磁気粘性特性を有している可能性を示した.
また,期待通りに研究が進展したため,回転磁場中におけるキューブ状磁性粒子分散系を対象とした擬2次元ブラウン動力学法を構築した.本シミュレーション・プログラムを用いて,粒子間の磁気的な相互作用,磁場の強さおよび周波数などの種々の要因を変化させることにより,凝集体の形成メカニズム凝集形態の内部構造の転移現象ならびに粒子の磁気モーメントの回転磁場への追従性などを解明した.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Attachment characteristics of charged magnetic cubic particles to two parallel electrodes (3D Monte Carlo simulations)2020

    • 著者名/発表者名
      Satoh Akira、Okada Kazuya、Futamura Muneo
    • 雑誌名

      Molecular Simulation

      巻: 46 ページ: 837~852

    • DOI

      10.1080/08927022.2020.1780230

    • 査読あり
  • [学会発表] 回転磁場中におけるキューブ状磁性粒子の凝集構造の形成メカニズムに関するブラウン動力学シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      岡田 和也、佐藤 明
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部 第56期総会・講演会
  • [学会発表] Brownian Dynamics Simulations on Relationship Between Aggregate Structures and Magnetorheology of a Magnetic Cubic Particle Suspension2020

    • 著者名/発表者名
      Okada Kazuya、Satoh Akira
    • 学会等名
      ASME2020 International Mechanical Engineering Congress and Exposition
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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