Direct numerical simulations of meso fluids at non-equilibrium conditions

非平衡条件下细观流体的直接数值模拟

• 批准号: 20H00129
• 负责人: 山本 量一
• 金额: $ 28.37万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00129/
• 关键词: ソフトマター; シミュレーション; 流体力学; マイクロスイマー; コロイド分散系; 直接数値計算

ソフトマターとは，柔らかく複雑な内部構造を持つ物質の総称である．本研究では，特にシミュレーションの難易度が高い「メソフルイド分散系」を対象に，これまで比較的単純な粒子分散系に対して構築してきたシミュレーション手法を大幅に改善することで，i) メソスケール（濃度分布，界面，流動など）のダイナミクスを物理的に矛盾しない基礎方程式に基づいて計算するための直接数値シミュレーション手法を構築し，ii) それを使用した強力で適用性の高い直接数値シミュレーションソフトウェアを開発することを目指している．これらの目標を達成するためには，注目するメソスケールの時間変化を捉えるための直接数値シミュレーション手法の開発が不可欠である．本研究では，手法の構築だけでなく，第三者が利用できるようなソフトウェアを開発・公開することで，ソフトマター分野における計算科学の社会実装を目指す．データ解析とグラフィック機能に優れたワークステーションを京都大学に追加し，大規模シミュレーションのデータ解析と可視化を高効率で実現する体制を強化した．当該分野で評価の高いPhysical Review Research誌などに論文5報を出版すると同時に，対面型を含む多数の国際会議・国内会議において研究成果の発表を行った．研究を強力に推進し，かつ次世代の研究者を養成するために，博士研究員1名の雇用を継続した．2022年6月には，メソフルイド分散系の直接数値計算を実施するためのソフトウェアの最新版として「KAPSEL-5.01」の一般公開を行った．第三者の利用を容易にするために，100ページを超える日本語と英語のユーザーマニュアルも同時に公開した．

The internal structure of the material is called "soft" and "soft". In this study, the difficulty of special particle dispersion system is higher than that of pure particle dispersion system, and the construction method of special particle dispersion system is greatly improved.(Concentration distribution, interface, flow) The physical contradiction between the two equations is based on the calculation of the direct numerical value of the solution, ii) the use of the strong applicability of the high direct numerical value of the solution to the development of the solution. The goal of the project is to achieve the goal of the project. This study is aimed at the development of social engineering in computing science by means of the third party software architecture. Kyoto University adds large-scale analysis and visualization to improve the efficiency of the system. When the division is evaluated, the publication of five papers in the journal Physical Review Research is carried out, and the presentation of research results in most international conferences and domestic conferences is carried out. The research is vigorously promoted, and the next generation of researchers are cultivated. In June 2022, the employment of 1 doctoral researcher was carried out. In June 2022, the latest version of "KAPSEL-5.01" was published. 100 years ago.

项目成果

Direct Numerical Simulations of Colloidal Dispersions

胶体分散体的直接数值模拟

• DOI: 10.24611/micromeritics.2022006
• 发表时间: 2021
• 期刊: THE MICROMERITICS
• 作者: Mizushima Takeshi;Tamura Shun;Yada Keiji;Tanaka Yukio;山本 量一
• 通讯作者: 山本 量一

Nash Neural Networks

纳什神经网络

• 发表时间: 2022
• 作者: 唐乾元;金子邦彦;John J. Molina
• 通讯作者: John J. Molina

DNS of self-propelled particles

自驱动粒子的 DNS

• 发表时间: 2021
• 作者: T. Sakakibara;H. Natsume;Y. Imaeda;H. Tanaka;S. Kajita; N. Ohno;Ryoichi Yamamoto
• 通讯作者: Ryoichi Yamamoto

The role of the cell cycle in collective cell dynamics

细胞周期在集体细胞动力学中的作用

• 发表时间: 2021
• 作者: Jintao Li

Direct numerical simulations of isolated rigid particles; Validation of smooth profile method

• DOI: 10.1016/j.powtec.2023.118280
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: Powder Technology
• 影响因子: 5.2
• 作者: M. Uzair;M. D. Qasim;M. A. Bhatti;A. Zaidi;John J. Molina;R. Yamamoto;Adnan Hamid