物理モデリング

一般形状をした粒子

粒子がドロドロした流体の中でブラウン運動を伴いながら流れる様子を調べています。これは、マイクロスケールの粒子や細胞などの運動の基礎的な振る舞いを知ることに役立ちます。

従来の解析では、軸対称な粒子あるいは、軸対称として粒子を近似して(a)にあるようなuベクトルのみの方向を扱っていました。

我々は、それに加えて、垂直なu1,u2,u33つのベクトルを考えることで任意の形状をした粒子がどのように振る舞うのか調べています。

特に、右手と左手のような性質のキラリティと流体力学の関係は研究対象として面白いです。これは、今までの軸対称の研究では出来なかったことです。

  particle


変形する粒子のマージネーション

流路内(血管内)で大きくて柔らかい赤血球は流路の中に、小さくて固い血小板は流路壁側に集まる傾向があります。血小板の止血作用などが役に立つには、血管壁近傍に存在する必要があるため、最もな振る舞いと考えられます。

そのモデルを液滴で表現しシミュレーションしました。小さくて固い血小板を模擬した粒子は壁に集まることが分かりました。

 margination


積層シミュレーション

粒子法(Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH)を用いてノズルから出てくる流体を積層するシミュレーションを行っています。

Fused Deposition Method (FDM)と呼ばれる3Dプリンターの方式や食品をシリンジから押し出す際の振る舞いを調べるシミュレーションです。

deposition