2012年研究カタログ
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■ 研究担当:高田尚樹/松本純一/松本壮平 ■ 集積マイクロシステム研究センター ヘテロ融合研究チーム■ 連携担当:綾信博 MEMS流体デバイス設計等のためのマイクロスケール混相流体シミュレーション技術研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●界面追跡精度・数値安定性・並列化に優れた各種計算技術を開発 ●新規デバイスやプロセスを創出する微小スケール流体効果を予測 ●実験解析と連携した気液・液液・固気混相流動現象の解明・評価 材料・化学・流体等の異分野における微小スケール効果の融合による新しいマイクロ流体デバイスやMEMSデバイス作製プロセスの実現に向けて、気体・液体・粉体等が混在する混相流体現象の詳細な理解・予測が必要となっています。微小かつ複雑な流体現象は理論解析や3次元計測・可視化実験のみでは十分な把握が困難であるため、デバイス・プロセスの設計・評価に必要な情報や指針を入手・決定する上でコンピュータを活用した流体力学に基づくシミュレーション解析が重要になっています。■ 不均一な固体表面濡れ性を簡潔に表現しつつ自由界面の動きを高精度予測可能な、フェーズフィールドモデル(PFM)に基づく混相流体シミュレーション技術を開発しています。■ 微小構造を含む大規模な解析対象を処理するための高速かつ安定性に優れた、有限要素法(FEM)に基づく数値解法を開発しています。■ マイクロフォーカスX線CT計測等で得られる複雑な物体内部構造をボクセル表現の簡易な境界条件で取り込む、格子ボルツマン法(LBM)に基づく流体シミュレーション技術を開発しています。● 固体表面の不均一な濡れ性条件を考慮した気液二相流体シミュレーション技術● 多孔質体内部の流体流れ・熱または物質移動シミュレーション技術謝辞: 本研究の一部は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の「異分野融合型次世代デバイス製造技術開発プロジェクト(BEANS Project)」により行われたものです。T型ミキサー・円管流路内マイクロ気液スラグ流れシミュレーション多孔質フィルタ内ガス流れ・煤吸着シミュレーション● 研究拠点つくば東352ナノテクノロジー・材料・製造分野東会場N-95N-95

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