分子動力学シミュレーションを用いた電界共役流体の物性値の決定と流動理論の構築
【研究分野】設計工学・機械機能要素・トライボロジー
【研究キーワード】
電気流体力学現象 / 分子動力学 / イオン移動度 / 電界共役流体 / 機能性流体 / 機能要素
【研究成果の概要】
電圧の印加によって流動するデカン二酸ジブチルを対象として流動理論の構築を目指した．Korteweg-Helmholtz式で計算される電気力をナビエストークス方程式に導入し流動の支配方程式を決定し，式に現れるイオン移動度を分子動力学計算を用いて算出した．これにより，流動発生に有効な電極配置を求め，実験結果と比較した．すなわち，四角柱とスリットによって構成される電極対を用いた際に電極の配置が発生する流動に与える影響を計算機内で検証し，計算結果に基づいて製作した電極対を用いて流動を可視化した．この結果，四角柱とスリットの距離およびスリット間隔の適切な値を明らかにし，流動変化の要因を明確にした．
【研究の社会的意義】
電界共役流体（ECF）は微小な液圧源としての利用が期待されており，ECFマイクロモータやECFソフトアクチュエータ，ノートPC用CPU強制液冷システム，世界初の液体レートジャイロであるECF液体レートジャイロなど優れた応用例が具現化されている．ECFの流動理論に関する本研究の成果は，こうしたECFの優れた応用例の実用化を加速すると考えられる．すなわち，本研究は，ECFに関する学術的新規性だけでなく，我が国発の機能性流体であるECFのマイクロ液圧源としての可能性を拡大し，実用化を加速する成果として意義が大きい．
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)