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反応性成分を含む溶液中の弾性膜構造物群による熱物質輸送に関する数値的研究

含反应组分溶液中弹性膜结构热质传递的数值研究

基本信息

批准号：
13J06473
负责人：
宮内優
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

生体膜による物質輸送の定量的な予測は医療応用に関連して重要である。本研究では、流体と柔軟膜の相互作用問題に加えて濃度拡散、化学反応を扱うことができる計算手法の開発を目的とした。生体膜は流体力により容易に変形し、かつ、特定の物質のみを透過させる選択的透過性を有している。このような移動境界上に透過流束に関する条件を与える問題は難しく、未だその数値計算技術は発展途上である。本研究では膜の移動・大変形を取り扱うために膜形状に沿わない流体格子を用いた手法（界面非適合格子法）が有効であると考え、界面非適合格子法による手法の構築を行った。また、物質の膜透過に関して、膜表裏の圧力差と濃度差によって膜を透過する物質流束が生じるモデルを採用した。膜形状に沿わない流体格子で、流体変数（濃度、圧力、速度勾配）の不連続を考慮するために膜表裏の不連続量を組み込んだ有限要素離散式を提案した。この離散化法により、ひとつの流体要素内にシャープな不連続が再現可能となっている。さらに、その不連続量を陰的に扱うことにより、溶質の透過と不透過の両方の性質を示す膜を再現できる手法となっている。溶媒の透過と不透過に関しては検証問題によって提案手法の妥当性を確認し、既存の手法と比べることにより提案手法の優位性を示した。本研究では開発した手法は界面非適合格子法の枠組みで構築されており，柔軟な膜や複数の膜に対する扱いが容易であるといった特長を有する．さらに，溶媒・溶質の透過と不透過の両方を同じ計算アルゴリズムで扱うことのできる汎用性の高さを備えている．当初の計画予定である、化学反応の取り扱いおよび赤血球による物質輸送問題への適用までの研究遂行には至らなかったが、そのベースとなる手法を開発することはできた。

The biological membrane is used to deliver a quantitative amount of food to the medical staff for medical use. The purpose of this study is to increase the degree of dispersion and chemical reaction in the study of the interaction between flexible membranes and fluid membranes. The fluid force of the biological membrane is easy to change the shape, shape, and the permeability of the specific material through the selection of the fluid force. In the field of operation, there are many problems and problems in the field of transportation, and the calculation technology is on the way to the exhibition. In this study, the method of measuring the shape of the membrane along the fluid grid (interface non-qualified sub-method) was used in this study, and the non-qualified sub-method was used in this study. The film passes through the temperature field, the pressure difference in the surface of the film, the temperature difference in the film, the temperature field, the temperature, the temperature, the temperature and the temperature. Membrane shape along the fluid lattice, the number of fluid (temperature, force, speed match) is not linked to the volume in the membrane table. In this paper, the dispersion method is introduced, and it is possible that the fluid elements are not linked. There is a lot of information about how much you want to know, and how to make sure that you don't know how to do it. You can use it again. The solvent has demonstrated its positional nature through the confirmation of the appropriateness and suitability of the method of proposal, and the existing method of proposal. In this study, the user interface is not a qualified sub-method, and the flexible film is more complex than the other two. The solvent has been used in the same way to calculate the accuracy of the chemical reaction. In the beginning, the chemical reaction was used to determine the transport of red blood cells. In the first place, the transport of red blood cells was carried out by using the method of chemical reaction.