微粒子の付着、分散挙動の計算機モデルによる解析

使用计算机模型分析细颗粒的粘附和分散行为

基本信息

批准号：
12F02769
负责人：
神谷秀博
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度まで実施してきたTong研究員が開発してきた離散要素法と流体解析法を組み合わせた手法（DEM-CED coupling)による吸入製剤用薬剤の呼吸器内への侵入・付着状態の解析シュミレーションの精度向上のため、本研究室で測定した粒子/生体粘膜間相互作用の実測値を適用し、吸入製剤の吸入器内部での挙動に関する解析などの応用展開を進めた。併せて、吸入器内での粒子挙動の解析を同方法で解析した結果について論文投稿、掲載された。また、この方法を企業との共同研究として実施したバイオマス燃焼プラントで発生している高温場での灰付着トラブル解析への適用し、灰付着トラブル試験装置の構造を計算機内で再現し、研究室で蓄積してきた高温場での灰付着力の温度依存性の測定結果を用い、付着試験結果の再現を試みた結果、実験結果を再現できることを確認した。さらに、高温度付着性を評価した二分割式粉体層強度測定装置内の粒子挙動のシミュレーションを完成させ、実験で得られた粉体層の応力-変位関係の温度依存性の正確な再現に成功した。この実験結果の再現には、高温付着性の増加機構として、ファンデルワールス力、液相生成による液架橋力、固相焼結による粒子接触点増加機構の3種類の付着機構を考慮する必要があった。実験結果を正確に再現するには、各温度条件でどの機構が支配的か、仮定することが必要であったが、その結果、各温度での高温付着性の増加がどの機構で発生しているかが解明できた。応用分野拡大のため、本研究室での企業との共同研究テーマとして、口腔内即崩壊性薬剤の崩壊機構の解析を目的とした薬剤への液浸透及び崩壊過程の解析と、微粒子分散系サスペンジョンの製膜課程解析、などの新規応用分野への展開を試みたシミュレーションの構築も試みた。以上の研究は豪州、Monash大学の Aibing Yu教授との共同研究として実施した。

采用童研究员开发的离散元法与流体分析法相结合的方法（DEM-CED耦合），提高了吸入制剂药物在呼吸道中的渗透和粘附状态的分析模拟精度，已开展因此，直到去年，我们应用了实验室测量的颗粒/生物粘膜相互作用的实际值以及吸入器内吸入制剂行为分析等高级应用。同时，还提交并发表了一篇论文，介绍了使用相同方法分析吸入器内部颗粒行为的结果。此外，我们将该方法应用于与一家公司共同研究的生物质燃烧工厂高温区域发生的灰附着问题的分析，并在计算机中再现了灰附着故障测试装置的结构，并且使用多年来积累的高温场中灰附着力的温度依赖性的测量结果尝试重现附着力测试结果，结果证实可以重现实验结果。此外，我们在评估高温附着力的两部分粉末床强度测量装置中完成了颗粒行为的模拟，并成功准确地再现了实验中获得的粉末床中应力-位移关系的温度依赖性。。为了重现该实验结果，有必要考虑三种类型的粘附机制作为增加高温粘附力的机制：范德华力、由于液相形成而产生的液体桥接力以及由于固相烧结而导致的颗粒接触点的增加。有。为了准确地重现实验结果，有必要假设每种温度条件下哪种机制占主导地位；我能够找出是否有海豚。为了拓展应用领域，我们实验室与企业的联合研究主题包括液体渗透到药物中的崩解过程分析，旨在分析药物在口腔中快速崩解的崩解机理，以及微粒分散体系混悬剂。我们还尝试构建一个可应用于新应用领域的模拟，例如成膜过程分析。上述研究是与澳大利亚莫纳什大学的Aibing Yu教授合作进行的。