前田 潤志  修士論文:溶媒部の非ニュートン性ならびに粒子慣性力が粒子懸濁液レオロジーに与える影響の数値解析
研究概要

 懸濁液は日常生活に密接に関わっており,そのレオロジー,特に粘度は多くの要求に対して容易に操作できるため重要である.粘度は限定的な条件下ではアインシュタインの粘度式から粒子濃度によって推定できるが,溶媒特性や粒子の微細構造によって適用が困難になる場合があり,さらなる発展のためにはより多角的な検討が必要となる.そこで本研究では,溶媒部の非ニュートン性ならびに粒子慣性力が粒子懸濁レオロジーに与える影響の調査を行った.その結果,二次元平行平板間を流れる複数粒子は中心を対称とした2点に集約し,べき乗則指数が大きいほど中心近くに移動し,見かけの粘度を下げる効果を持った.そして相対粘度はアインシュタインの粘度式の結果よりも低くなり,粒子の微細構造が溶媒特性よりも粒子懸濁レオロジーに大きな影響を与えることが示唆された.また,慣性力が小さいとき,懸濁液の微細構造に与える影響が小さく,懸濁液レオロジーに与える影響も小さいことが示唆された.

研究業績等

 【卒業論文】

 “シームレス仮想境界法における解の収束性向上に関する研究”,京都工芸繊維大学,2023年2月.

 

 【修士論文】

 “溶媒部の非ニュートン性ならびに粒子慣性力が粒子懸濁液レオロジーに与える影響の数値解析”,京都工芸繊維大学,2025年2月.

 

 【学術論文】

  1. Junji Maeda and Tomohiro Fukui, "Numerical Study of Suspension Viscosity accounting for Particle–fluid Interactions under Low-confinement Conditions in Two-dimensional Parallel-plate Flow", Processes, vol. 13, no. 3, 690, pp. 1-14, 2025.

 

 【国際会議発表】

  1. Junji Maeda and Tomohiro Fukui, "Numerical Simulation of the Suspension Viscosity considering Effects of Particle-fluid Interaction on Low Confinement Condition in Two-dimensional Parallel Plate Flow", 18th International Conference on Biomedical Engineering, Singapore, 9 - 12 December, 2024.

 

 【国内会議発表】

  1. 前田潤志,福井智宏,“非ニュートン流体を用いた平行平板間の粒子の集約位置に関する数値流体解析”,日本機械学会 関西支部 第99期定時総会講演会,大阪,2024年3月.

 

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