高分子溶液のマイクロチャネル内流れのブラウン動力学シミュレーション

微通道中聚合物溶液流动的布朗动力学模拟

• 批准号: 16360091
• 负责人: 森 教安
• 金额: $ 5.57万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16360091/
• 关键词: 高分子溶液; ブラウン動力学シミュレーション; マイクロチャネル; マイクロ流れ; 分子鎖モデル; 分子配向; 流動誘起構造; 単純せん断流れ

研究では,高分子溶液のマイクロチャネル内流れにおける高分子鎖の配向と特異な流動場の解明を目的として,ブラウン動力学シミュレーションによる数値解析と流れ場の測定と分子配向の光学測定の実験を行った.数値解析においては,分子鎖モデルの検討のために,有限伸長性非線形(FENE)バネで連結されたビーズ・スプリングモデルを用いて,単純せん断流れ下のモデル分子の挙動のブラウン動力学シミュレーションを行った.そして,モデル分子の挙動と系のレオロジー特性の解析を行い,本モデルで,一般的な高分子溶液のレオロジー特性を表現できることを確認した.さらに,分子の絡み合いの効果を取り入れるためにビーズ間のポテンシャルを導入したモデルの検討を行っている.また,流路内流れの計算のために,マクロ的な流れの計算手法に,高分子を分子モデルによりモデル化し,統計力学的手法を用いて分子挙動の計算を行う手法を組み込んだCONNFFESSITアプローチを用いた計算プログラムを作成し,通常の構成方程式を用いるマクロ的計算手法による結果と同様の結果が得られることを確認した.さらに,マイクロ流路において見られる分子と壁面との相互作用や壁面におけるすべり現象を取り入れたモデルの開発を行っている.実験では,マイクロ流路内の高分子水溶液の急縮小流れにおける流速測定実験を行い,マクロ流れとの流れ挙動の違いを見出した.また,分子配向を測定するための光学実験システムを構築し,微小領域における流動複屈折の測定に成功した.

The purpose of this paper is to study the molecular alignment of polymer chains in polymer solutions and the solution of specific flow fields. Number analysis, molecular locking, finite elongation non-linear (FENE) generation, link analysis, molecular locking, kinetic analysis, finite elongation non-linear (FENE) generation, link analysis, finite elongation non-linear (FENE) generation, finite elongation non-linear (FENE) generation, finite elongation non-linear (FENE) generation, finite elongation non-linear (FENE) generation. In this paper, we confirm the analysis of the characteristics of the molecular dynamics of polymer solutions. In this case, the molecular interaction results are obtained from the molecular interaction. In addition, the calculation method of the flow in the flow path is used to calculate the molecular motion of the polymer molecule. The statistical mechanics method is used to calculate the molecular motion. The calculation method is used to form the general composition equation. The calculation method is used to calculate the flow. The results are the same. The interaction between molecules and walls is a phenomenon that occurs in the development of molecules. The measurement of the flow velocity of the polymer aqueous solution in the flow path is carried out. The molecular alignment determination was successful in the construction of the optical system and the determination of the flow complex in the microdomain.