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Multiscale simulation hybriding molecular dynamics and continuum calculations

混合分子动力学和连续介质计算的多尺度模拟

基本信息

批准号：
20K03875
负责人：
村島隆浩
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

環状高分子は線状高分子と異なり末端を持たないため、流動中のダイナミクスは線状高分子と環状高分子では大きく異なる。この環状高分子を線状高分子とブレンドすることにより、新しい力学特性を付与することができると考えられており、数多くの研究が展開されている。我々は多環の環状鎖と線状鎖の混合系の二軸伸長流動下における粘弾性挙動の予測を、我々がこれまで開発してきたUEFEX法を用いて行った。その結果、単環鎖と線状鎖の混合系よりもシャープなストレスオーバーシュート挙動が多環鎖と線状鎖の混合系では生じることを発見し、さらにそのオーバーシュート挙動が起きるメカニズムが多環鎖のうち一つの環だけが開いて他の環が閉じるトポロジーの変化を伴う構造転移によって引き起こされていることを突き止めた。この結果はMacromolecules誌に出版され、Supplementary Cover Artに選出された。有限要素法と分子動力学法を連携させるマルチスケールシミュレーションの開発については、任意の変形下におけるNPTアンサンブルの検討を進めた。また、GPU上で高速に分子動力学シミュレーションを実施できるHOOMD-blueを用いてMultiple-tau法の計算を可能にするためのコード開発を行った。この新しい方法を用いることで従来数カ月かかっていた線形粘弾性の評価（応力の相関関数の計算）を数週間で終えることが可能になった。今後応用研究を進めていく。

Cyclic polymers are linear polymers, linear polymers and cyclic polymers. The study of cyclic polymer and linear polymer is carried out. A new method for predicting viscous flow in biaxial extensional flows of mixed systems with multi-ring and linear locks is proposed. As a result, the hybrid system of single loop lock and linear lock is divided into two parts: one part is divided into two The results were published in Macromolecules, Supplemental Cover Art, etc. The finite element method and molecular dynamics method are combined to develop the solution, and the NPT solution is discussed under arbitrary conditions. High speed molecular dynamics on GPUs can be implemented using the HOOMD-blue method. This new method is used in the evaluation of linear viscosity (calculation of correlation coefficient) in several weeks. Use research to advance in the future.

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Researchmap

研究地图

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

環状鎖・線状鎖混合系の二軸伸長流動下で観察されたストレスオーバーシュートの分析

圆链和线性链混合系统中双轴拉伸流下观察到的应力超调分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡邉大介;宮田智衆;角田克彦;森下善広;門脇弘;真下成彦;陣内浩司;江部陽・藤原魁佑・Brian J. Ree・磯野拓也・田島健次・丸林弘典・陣内浩司・佐藤敏文;間藤芳允・周東真穂・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・丸林弘典・陣内浩司・佐藤敏文;Toshifumi Satoh;江部陽・藤原魁佑・Brian J. Ree・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・丸林弘典・陣内浩司・佐藤敏文;海老井大和・間藤芳允・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・佐藤敏文;江部陽・藤原魁佑・Brian J. Ree・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・丸林弘典・陣内浩司・佐藤敏文;陣内浩司;陣内浩司;村島隆浩,萩田克美,川勝年洋
通讯作者：
村島隆浩,萩田克美,川勝年洋

Multi-ring configurations and penetration of linear chains into rings on bonded ring systems and polycatenanes in linear chain matrices