Direct numerical simulations of meso fluids at non-equilibrium conditions

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．

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．