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A04公募(2014-15) 山本 量一

論文等 | 原著論文

2016

*John J. Molina, Kotaro Otomura, Hayato Shiba, Hideki Kobayashi, Masaki Sano, and Ryoichi Yamamoto,
Rheological evaluation of colloidal dispersions using the smoothed profile method: formulation and applications,
Journal of Fluid Mechanics 792, 590-619 (2016).

概要: コロイド分散系のレオロジー特性を、粒子間の流体力学相互作用を直接ナビエストークス方程式の数値シミュレーションで評価するための方法論の大幅な拡 張を行った。具体的には、均一なせん断流を実現する Lees-Edwards 周期境界条件の下で、 粒子分散系のレオロジー特性を評価するための定式化を行った。この拡張により、系の粘性を調べる際に一般的な定常(DC)せん断流だけではなく、粘弾性を調べる際に必要となる振動せん断流をも実現することが可能となったのみならず、系の全応力や任意の場所に おける局所応力など、レオロジー評価に必要な全ての物理量を直接数値計算で求めることが 可能となった。

Shugo Yasuda and Ryoichi Yamamoto,
Synchronized molecular-dynamics simulation for the thermal lubrication of a polymeric liquid between parallel plates,
Computers & Fluids 124, 185 (2016).

2015

Chunyu Shih, John J. Molina, and Ryoichi Yamamoto,
Dynamic polarisation of a charged colloid in an oscillating electric field,
Molecular Physics 113, 2511 (2015).

Gregory Lecrivain, Giacomo Petrucci, *Uwe Hampel and Ryoichi Yamamoto,
Attachment of solid elongated particles on the surface of a stationary gas bubble,
International Journal of Multiphase Flow 71, 83-93 (2015).

概要: 浮選プロセスは,水中に浮遊する固体粒子の気泡表面への付着に依存する。本研究は、付着機構に関する粒子形状の効果を調べることが目的である。自作の光学マイクロバブルセンサーを用いて、ガラスファイバー粒子の気泡への接近過程,スライド過程,付着過程を観察した。様々な長さのガラスファイバーについて,並進および回転速度を測定し,実験結果を理論モデルやガラス球に対する実験結果と比較した。

Andrew J. Dunleavy, Karoline Wiesner, Ryoichi Yamamoto, and *C. Patrick Royall,
Mutual information reveals multiple structural relaxation mechanisms in a model glassformer,
Nature Comm. 6, 6089/1-8 (2015).

概要: ガラスを構成する個々の分子は,一見完全にランダムに見えつつも,それぞれ他の分子と情報を交換しながら複雑に連動して動いている.情報理論は,それらの間にある隠れた規則性を感知し,定量化するための数学的なツールを我々に提供するものである.今回,コンピュータシミュレーションと情報理論とを組み合わせた研究を行い,ガラス状態にある物質中では,固体的領域と液体的領域が混在するものの,低温・高密度になるほど固体的領域のサイズが増大し,その領域では分子がある特定の幾何学的構造(例えば正20面体)に組織化されていることを発見した.【京都大学とブリストル大学で同時にプレスリリースを行った】

2014

Shugo Yasuda and Ryoichi Yamamoto,
Synchronized molecular dynamics simulation via macroscopic heat and momentum transfer: an application to polymer lubrication,
Phys. Rev. X 4, 041011/1-10 (2014).

概要: 複雑流体の非等温流れ挙動をモデル化するために,巨視的な熱と運動量の輸送を介して同期するシンクロナイズド分子動力学シミュレーション法を提案した。この方法では、局所的な応力と温度を計算するために小さな分子動力学シミュレーションのセルが各流体要素に割り当てられており,それらのセルが巨視的な熱及び運動量の輸送を考慮するために一定の時間間隔で同期されているのである。この方法を、平行平板間に挟まれた1分子当り10個のビーズからなる短いモデル高分子液体の潤滑の問題に適用した。

Adnan Hamid, John J. Molina, and Ryoichi Yamamoto,
Direct Numerical Simulations of Sedimenting Spherical Particles at Finite Reynolds Number,
RSC Advances 4, 53681-53693 (2014).

概要: 懸濁液中を沈降する粒子の静的および動的性質に対する慣性の効果を明らかにするため,体積分率0.01~0.4の広い範囲にわたって直接数値シミュレーションを行った。粒子群の微視的な構造に対して,Re=1で慣性力は有意な効果を示し始める。1つの粒子の周りに他の粒子が近づかないことによる空隙が出現するが,それは重力方向により顕著に表れる。また,同様の効果はRe=10ではより強調される。

Shugo Yasuda and Ryoichi Yamamoto,
Multiscale simulation for thermo-hydrodynamic lubrication of a polymeric liquid between parallel plates,
Molecular Simulation 41, 1002 (2014).

Adnan Hamid, John J. Molina, and Ryoichi Yamamoto,
Simulation studies of microstructure of colloids in sedimentation,
Molecular Simulation 41, 968 (2014).

Chunyu Shih and Ryoichi Yamamoto,
Dynamic electrophoresis of charged colloids in an oscillating electric field,
Physical Review E 89, 062317-1-11 (2014).

概要: Smoothed Profile法による直接数値計算により,電解質溶液中の荷電コロイド粒子のダイナミクスを調べた.周波数ωで振動する外部電場の元で複素易動度μ(ω)を求め,3つの異なる周波数領域に分けられることを示した.今回の結果は希薄な条件で近似理論の結果を再現するが,濃厚になると系統的な差が生じることもわかった.