磁性粒子のブラウン運動誘起を可能にする格子ボルツマン法の構築と粒子分散系への応用

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360048
• 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: 秋田県立大学
• 研究代表者: 佐藤 明 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (50211941)
• 研究分担者: 青島 政之 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (20315625)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 分子シミュレーション / 機能性サスペンション / ミクロ流体科学 / 格子ボルツマン / ブラウン運動 / 粒子間の多体流体力学的相互作用

研究概要

微粒子スペンションにおける粒子のブラウン運動の誘起法の構築とその誘起法に基づく格子ボルツマン・シミュレーション法の開発を行った.本シミュレーション法を磁性粒子分散系の非一様磁場中の流れの問題に適用し,磁性粒子間の流体力学的相互作用を考慮した粒子の運動とまわりの流れ場の解析を同時に解析できるシミュレーション法を構築した.本シミュレーション法を用いて,非一様磁場中における磁性粒子の凝集現象を詳細に解明することに成功した.

研究成果

• [雑誌論文] Application of the Lattice Boltzmann Method to Many Particle Dispersions (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoh A., Chantrell, R., W.
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology Vol.6 ページ: 114-127
  • 査読あり
• [雑誌論文] 格子ボルツマン法の磁性粒子分散系への適用のためのブラウン運動誘起法の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤明
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 76巻 ページ: 1534-1542
  • 査読あり
• [雑誌論文] 格子ボルツマン法の多粒子分散系への適用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤明, Chantrell, R., W.
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 75巻 ページ: 2011-2018
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多粒子分散系への適用のための格子ボルツマン法の基礎研究(2次元円形粒子まわりの一様流を対象とした検討) (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤明, Chantrell, R., W.
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 75巻 ページ: 1734-1741
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brownian Dynamics Simulations of a Dispersion composed of Two-Types of Spherical Particles (For Development of a New Technology to Improve the Visibility of Rivers and Lakes) (2009)
  • 著者名/発表者名: Satoh A., Taneko, E.
  • 雑誌名: Journal of Colloid and Interface Science Vol.338 ページ: 236-242
  • 査読あり
• [雑誌論文] 強磁性球状粒子からなるコロイド分散系の重力場中での沈降現象に関するブラウン動力学シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 早坂良, 佐藤明
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 74巻 ページ: 2508-2515
  • 査読あり
• [学会発表] On the Feasibility of the Lattice Boltzmann Method for a Magnetic Particle Dispersion (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤明
  • 学会等名: International Conference on Nanoscopic Colloid and Surface Science (NCSS2010)
  • 発表場所: Makuhari Messe, Chiba, Japan
  • 年月日: 20100919-20100922
• [学会発表] Application of the Lattice Boltzmann Method to Magnetic Particle Dispersions (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤明
  • 学会等名: The Euromech Fluid Mechanics Conference(EFMC8)
  • 発表場所: Bad Reichenhall, Bavaria, Germany
  • 年月日: 20100913-20100916
• [学会発表] Application of the Lattice Boltzmann Method to Many Particle Dispersions (2009)
  • 著者名/発表者名: Satoh A., Chantrell, R.W.
  • 学会等名: 2009 AIChE Annual Meeting
  • 発表場所: Nashville, U.S.A.
  • 年月日: 20091108-20091113
• [学会発表] 多粒子分散系への適用のための格子ボルツマン法の基礎研究(2次元円形粒子まわりの一様流を対象とした検討) (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤明, Roy W. Chantrell
  • 学会等名: 流体工学部門講演会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 20091107-20091108
• [学会発表] 格子ボルツマン法の磁性サスペンションへの適用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤明, Roy W. Chantrell
  • 学会等名: 第62回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 20090917-20090919
• [学会発表] Basic Study on the Lattice Boltzmann Method for Application to Many Particle Dispersions (A Uniform Flow past a Two-dimensional Circular Particle) (2009)
  • 著者名/発表者名: Satoh A., Chantrell, R.W.
  • 学会等名: 13th IACIS International Conference on Surface & Colloid Science and the 83rd ACS Colloid & Surface Science Symposium
  • 発表場所: New York, U.S.A.
  • 年月日: 20090614-20090619
• [学会発表] Brownian Dynamics Simulations of Sedimentation Phenomena of Ferromagnetic Spherical Particles in a Colloidal Dispersion (2008)
  • 著者名/発表者名: Hayasaka, R., Satoh A.
  • 学会等名: IMECE 2008 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition
  • 発表場所: Boston, U.S.A.
  • 年月日: 20081031-20081106
• [学会発表] Brownian Dynamics Simulations of a Dispersion composed of Two-Types of Spherical Particles (for Development of a New Technology of Improving the Visibility of Rivers and Lakes) (2008)
  • 著者名/発表者名: Satoh A., Taneko, E., Hayasaka, R.
  • 学会等名: IMECE 2008 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition
  • 発表場所: Boston, U.S.A.
  • 年月日: 20081031-20081106
• [図書] 粉体工学ハンドブック(「Brown動力学(Overdamped Langevin)」) (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤明
  • 出版者: 朝倉書店(第2.23.3.1項,(編集中))
• [図書] 現代界面コロイド科学の事典(「分子シミュレーション」) (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤明
  • 総ページ数: 92-93
  • 出版者: 丸善
• [図書] Introduction to Practice of Molecular Simulation (Molecular Dynamics, Monte Carlo, Brownian Dynamics, Lattice Boltzmann and Dissipative Particle Dynamics) (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤明
  • 総ページ数: 322
  • 出版者: Elsevier
• [図書] 分子シミュレーション-アドバンス実践編-分子動力学法,モンテカルロ法,格子ボルツマン法- (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤明
  • 総ページ数: 170
  • 出版者: (株)ブイツーソリューション