摩擦調整剤分子膜の潤滑メカニズムの解明に向けたマルチスケールシミュレーション
多尺度模拟阐明摩擦改进剂分子膜的润滑机制
基本信息
- 批准号:17J05680
- 负责人:
- 金额:$ 1.22万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2017
- 资助国家:日本
- 起止时间:2017-04-26 至 2019-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究では,サブマイクロメートルスケールの潤滑現象を解析対象としている.潤滑領域に局所的にナノメートルスケールの構造(すきま,突起)が存在する場合,局所領域における個々の潤滑剤分子の挙動が領域全体のダイナミクスに影響を及ぼす.そのため,分子レベルの時間・空間解像度を有し,かつサブマイクロメートルスケールの領域を扱うことのできるシミュレーション手法が必要となる.そのような手法の一つに,粗視化モデルを用いた散逸粒子動力学シミュレーションがある.しかし,従来の散逸粒子動力学法では分子の動的性質を再現できず,潤滑現象に適用する際の問題となっていた.この問題に対して,従来の散逸粒子動力学法を拡張した手法をオープンソースシミュレータのパッケージとして実装し,潤滑現象に適用できるようにした.散逸粒子動力学法では,二つの粒子の間に作用するランダム力を計算する際に標準正規分布に従う乱数を生成する必要があり,この計算がボトルネックになる.とくに,拡張した手法では従来と比較して3倍の回数の乱数生成が行われるため,高速な乱数生成器の利用が重要になる.作成したパッケージでは,Ziggurat法とXorshift法を組み合わせた乱数生成器を用いることにより,もとの乱数生成器を用いた場合と比べて7割程度の計算速度向上を実現した.拡張した散逸粒子動力学法の有効性は液体バルク系で既に実証されているが,実際の潤滑現象に近い固液界面系への適用例は無かった.そこで,固体表面上に塗布されたナノメートル厚さの液体潤滑膜を対象にしてシミュレーションを実施し,拡張した手法の効果を調査した.その結果,拡張した手法により,固液界面系における分子の動的性質の効果的な制御が可能であることを明らかにし,高精度なシミュレーションを低コストで実現できることを示した.
In this study, the lubrication phenomenon of the oil and gas was analyzed. In the case where the structure of the lubricant in the lubrication field exists, the movement of the lubricant molecule in the lubrication field affects the whole of the lubrication field. The time and spatial resolution of the molecule are different, and the domain of the molecule is different. A coarse view of the particle dynamics of the particle is presented. The kinetic properties of molecules can be reproduced by the method of particle dynamics, and the lubrication phenomena can be applied to the problems. The problem is solved by the method of particle dynamics. Dispersive particle dynamics method, the interaction between two particles in the calculation of force, when the standard normal distribution of random number generation necessary, this calculation can be found in the first place. In addition, the use of high-speed random number generator is important in comparison with three-fold random number generation. The Ziggurat method and the Xorshift method are used to combine the random number generators. The effectiveness of the dispersion particle dynamics method is proved in the liquid system, and the application example of the lubrication phenomenon in the near solid-liquid interface system is not found. In this paper, the effect of coating on solid surface is investigated. As a result, the solid-liquid interface system can be controlled by high precision molecular dynamics.
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
ヘッドディスクインターフェイスにおける潤滑剤移着現象の分子動力学シミュレーション
头盘界面润滑剂传递现象的分子动力学模拟
- DOI:
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:H. Zhang;K. Kawai;T. Kobayashi;N. Koga;K. Fukuzawa;S. Itoh;川合健斗,鷲尾翔,小林敬之,張賀東,福澤健二,伊藤伸太郎
- 通讯作者:川合健斗,鷲尾翔,小林敬之,張賀東,福澤健二,伊藤伸太郎
Possibility of Mechano-chemical Decomposition of Perfluoropolyether Lubricants in Heat-assisted Magnetic Recording: A Molecular Dynamics Study
全氟聚醚润滑剂在热辅助磁记录中机械化学分解的可能性:分子动力学研究
- DOI:
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:H. Zhang;K. Kawai;T. Kobayashi;N. Koga;K. Fukuzawa;S. Itoh
- 通讯作者:S. Itoh
Temperature Dependency of Shear Properties of Nanometer-Thick Liquid Lubricant Films: A Molecular Dynamics Study
纳米厚液体润滑油膜剪切性能的温度依赖性:分子动力学研究
- DOI:
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:T. Kobayashi;H. Zhang;K. Fukuzawa;S. Itoh
- 通讯作者:S. Itoh
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