| 研究課題/領域番号 |
19K11999
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
大西 順也 東京大学, 生産技術研究所, 特任助教 (20376495)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | ハイパフォーマンス・コンピューティング / 濡れ / 微細構造 / 流体工学 / 混相流 |
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| 研究実績の概要 |
固体表面に微細構造を付加することで，従来にない新しい機能や高い表面性能（たとえば，超撥水性）を実現できることが知られている．しかしながら，このような表面機能の発現機構や効率，堅牢性については未解明な点が残っている．したがって、微細構造の付加による表面機能の高度化・実用化には，微細構造内外の流動・伝熱・気液界面運動の総合的な振る舞いとしての濡れ現象を解明する必要がある．本研究では，大規模並列計算技術を活用することで，流動・伝熱・気液界面挙動の相互干渉による非定常マルチスケール・マルチフィジクス現象に対する直接数値シミュレーションを実現し，微細構造表面上の濡れ現象を機構論的に解明するとともに，微細構造の形状・寸法・配置に関するパラメトリック解析を実施し，表面機能の発現や高度化に必要な微細構造の設計要件を明らかにする．
R2年度は，微細溝内部における毛管流れに関する検証と，Cassie-Wenzel状態間の転移過程に関する検証を実施した．前者においては，円管，および，アスペクト比の異なる矩形管を考え，それぞれにおける毛管流れの浸透速度について，既存の実験値および理論値と比較検証を実施した．また，後者においては，微細構造を有する固体表面で加振された液滴の挙動に関する数値シミュレーションを実施し，Cassie状態からWenzel状態に至る転移過程における気液界面構造の変化について調査した．特に，最初に液相が微細構造に侵入する箇所に関するパラメータスタディを実施し，先行研究の結果と比較検証した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
予定していた解析が順調に進んでいる。一方で、特に大規模並列計算時においては，計算プログラムの実行速度に課題が残っっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の予定どおり、微細構造上の液滴のピニング現象について解析を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
別途計算資源が確保できたため，スパコン利用料を当初の予定より減額した．また，参加を予定していた学会がオンライン開催となったため，旅費を当初の予定より減額した．
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