Direct numerical simulations of meso fluids at non-equilibrium conditions

非平衡条件下细观流体的直接数值模拟

基本信息

批准号：
20H00129
负责人：
山本量一
金额：
$ 28.37万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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

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．

软物质是具有柔软，复杂内部结构的物质的一般术语。这项研究旨在显着改善为相对简单的粒子分散构建的模拟方法，尤其是针对“中流体分散剂”，这些方法特别难以模拟，i）构建一种直接的数值模拟方法，用于计算中尺度分布（浓度，界面，流动等），基于基于在物理上具有仿真的仿真方法和高度适用于II）和高度适用于ii and imer and numer的方法。为了实现这些目标，必须开发一种直接的数值模拟方法来捕获感兴趣的中尺度的时间变化。在这项研究中，我们的目标不仅旨在构建方法，还要开发和发布第三方可以使用的软件，从而在软件问题领域中创建了计算科学的社会实施。京都大学添加了具有出色数据分析和图形功能的工作站，并且该系统得到了加强，以实现高效率数据分析和大规模模拟的可视化。他在《物理评论研究》杂志上发表了五篇论文，该论文在该领域受到了高度评价，并在包括面对面会议在内的众多国际和家庭会议上介绍了他的研究结果。为了强烈促进研究并培训下一代研究人员，一位博士后研究员继续被雇用。 2022年6月，“ Kapsel-5.01”被公开为最新版本的软件，用于对中荧光分散系统进行直接数值计算。为了促进第三方的使用，同时也发布了100多页日语和英语用户手册。

项目成果

期刊论文数量（52）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Direct Numerical Simulations of Colloidal Dispersions

胶体分散体的直接数值模拟

DOI：
10.24611/micromeritics.2022006
发表时间：
2021
期刊：
THE MICROMERITICS
影响因子：
0
作者：
Mizushima Takeshi;Tamura Shun;Yada Keiji;Tanaka Yukio;山本量一
通讯作者：
山本量一

Direct numerical simulations of isolated rigid particles; Validation of smooth profile method

DOI：
10.1016/j.powtec.2023.118280
发表时间：
2023-01
期刊：
Powder Technology
影响因子：
5.2
作者：
M. Uzair;M. D. Qasim;M. A. Bhatti;A. Zaidi;John J. Molina;R. Yamamoto;Adnan Hamid
通讯作者：
M. Uzair;M. D. Qasim;M. A. Bhatti;A. Zaidi;John J. Molina;R. Yamamoto;Adnan Hamid

The role of the cell cycle in collective cell dynamics

细胞周期在集体细胞动力学中的作用