新田 鉄朗  修士論文:流路内における単一非球形粒子の微視的挙動が巨視的な相対粘度の非定常性に与える影響の数値解析
研究概要

 懸濁液の粘性を理解および操作することは,工学,医療,土木などの広域的な分野における機能性懸濁液の創製に貢献できる.懸濁液粒子の微視的要因と巨視的な粘性との関連性について数多くの研究が行われた.先行研究の多くは相対粘度の空間的分布について議論されたが,非定常的な時間変化についての報告は少ない.粘性の非定常的変化は,懸濁液の更なる機能性として期待される.そこで,私は矩形粒子の回転運動に伴う相対粘度の非定常性について調査する.粒子の形状因子と相対粘度との基礎的な関係性を理解するために,格子ボルツマン法および仮想流束法を用いた二次元平行平板間単一粒子解析を行った.その結果,矩形粒子の回転運動は,相対粘度の時間的変化へ影響を与えることを確認した.また,矩形粒子の粒子形状および力学的条件を変化させると,相対粘度の時間的変化に大きな影響を与えることを確認した.さらに,粒子-壁面間距離の変化が巨視的相対粘度の非定常性を発現させる要因であることも示唆された.

研究業績等

 【卒業論文】

 “楕円体型容器により集束する水中衝撃波の3次元挙動に関する数値解析”,奈良工業高等専門学校,2024年2月.

 

 【修士論文】

 “流路内における単一非球形粒子の微視的挙動が巨視的な相対粘度の非定常性に与える影響の数値解析”,京都工芸繊維大学,2026年2月.

 

 【国際会議発表】

  1. Tetsuro Nitta and Tomohiro Fukui,"Numerical Study of Relationship between Relative Viscosity of Suspensions with Size-Dispersed Particles and Reynolds Number",9th International Conference on Particle-Based Methods, Barcelona, Spain, 20 - 22 October, 2025.
  2. Tetsuro Nitta and Tomohiro Fukui,"Numerical simulation of relationship between statistical dispersion of particle size in suspension and particle behavior",21st International Symposium on Flow Visualization, Tokyo, Japan, 21 - 25 June, 2025.
  3. Tetsuro Nitta, Tetsuro Ikeyama, Hiroshi Fukuoka, Atsushi Suda, Ayumu Ishijima, and Keiichi Nakagawa,"Development of Virtual Optical Waveguide: Effect of Flatness Ratio of Open Elliptical on High-Pressure Area by 3D Numerical Calculation",9th Asian Joint Workshop on Thermophysics and Fluid Science (AJWTF), Utsunomiya, Japan, 27 - 30 November, 2022.

 

 【国内会議発表】

  1. 新田鉄朗,福井智宏,“懸濁液流れにおける粒子径のばらつきが微視的粒子配列および相対粘度に与える影響”,日本機械学会 関西支部 第100期定時総会講演会,大阪,2025年3月.
  2. 新田鉄朗,福井智宏,“懸濁液内の統計学的な粒子誤差が懸濁液の巨視的レオロジーに与える影響”,日本機械学会 第102期流体工学部門講演会,長岡,2024年11月.
  3. 新田鉄朗,谷口真爽,福岡寛,廣和樹,須田敦,中川圭一,“楕円体反射容器により集束する水中衝撃波の3次元挙動に関する数値解析 ”,2023年度衝撃波シンポジウム,北九州,2024年3月.
  4. 新田鉄朗,福岡寛,須田敦,石島歩,中川圭一,“開放型楕円体反射容器により集束する水中衝撃波の3次元挙動に関する数値解析”,2022年度衝撃波シンポジウム,つくば,2023年3月.

 

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