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2013 年度 実績報告書

格子ボルツマン法を用いたマイクロスケールの複雑流路内における固液混相流解析

研究課題

研究課題/領域番号 23560192
研究機関信州大学

研究代表者

吉野 正人  信州大学, 工学部, 教授 (00324228)

キーワード固液二相流 / 粘弾性物体 / 格子ボルツマン法 / マイクロフルイディクス / 赤血球 / 狭窄部
研究概要

平成24年度に研究代表者らが実施した研究を拡張し,最終年度にはさらに詳細な現象解明を行った.具体的には,マイクロスケールの血管狭窄部における赤血球の挙動解析において,赤血球が受ける力を定量的に計算し,狭窄部の長さおよび大きさが挙動に与える影響について比較・検討した.その結果,平成24年度に得られた定性的な成果を,赤血球が受ける力の観点から定量的に説明することができた.
次に,狭窄部を有するダクト内における挙動解析において,赤血球の初期位置および初期角度の影響について調べた.初期位置に関しては,物体を流路の中央に配置した場合が最も物体が流れにくいという結果が得られた.また,初期角度に関しては,物体を流路に対し垂直に配置した場合が最も物体が流れにくいという結果が得られた.今後,複数個の赤血球を含む流れの挙動解析を行い,赤血球同士の凝集や狭窄部における閉塞現象の解析を行う予定であるが,最終年度に得られた成果は,これらの解析においても有益な情報になることが考えらえる.
最後に,研究期間全体を通じて得られた成果をまとめる.(1)複雑流路の基礎として,U字型曲がり管内を流れる変形する物体の混相流解析を実施し,レイノルズ数や管と粒子の直径比などのパラメータが物体の挙動に与える影響について調べた.得られた結果は,分岐や狭窄部を含む流路への拡張に向けて有益なものとなった.(2)マイクロスケールの円管内における粘弾性物体の混相流解析を行った.物体の変形度や物体に作用する力の計算を可能にし,定量的な評価を行うことができた.(3)狭窄部をもつダクトや円管内流れにおける赤血球の挙動解析を行い,狭窄部の長さやサイズが赤血球の挙動に与える影響について詳しく調べた.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] U字曲がり管内を流れる単一粒子の挙動解析2013

    • 著者名/発表者名
      吉野正人,鈴木崇司,村山寿郎
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 13 ページ: 97~102

    • 査読あり
  • [学会発表] 二相系格子ボルツマン法を用いた分岐部を流れる粒子の挙動解析2013

    • 著者名/発表者名
      天野慎也,吉野正人
    • 学会等名
      第27回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20131217-20131219
  • [学会発表] T字型マイクロリアクタにおける液液二相スラグ流の数値計算2013

    • 著者名/発表者名
      當舎諒美,吉野正人
    • 学会等名
      第11回日本流体力学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20131216-20131216
  • [学会発表] 網目状多孔体内における熱流動現象の数値解析2013

    • 著者名/発表者名
      小宮山智,吉野正人,飯沼幹雄
    • 学会等名
      第11回日本流体力学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20131216-20131216
  • [学会発表] 二相系格子ボルツマン法とその形状最適化問題への適用2013

    • 著者名/発表者名
      吉野正人
    • 学会等名
      日本機械学会 第26回計算力学講演会(CMD2013)
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      20131102-20131104

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公開日: 2015-05-28  

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