2024/03/30 更新

写真a

オオトモ リョウコ
大友 涼子
OTOMO,Ryoko
所属
システム理工学部 准教授
職名
准教授
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学位

  • 博士(工学) ( 2013年3月 )

研究キーワード

  • 物質移動

  • 流体工学

  • 混相流

研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 流体工学

  • ナノテク・材料 / 応用物理一般

所属学協会

論文

  • Visualization of mixing upper and lower stratified suspensions using red and blue fluorescent particles

    Yohsuke Tanaka, Tatsuki IWAGUCHI, Yasufumi Yamamoto, Ryoko Otomo, Shusaku Harada

    Multiphase Science and Technology   2023年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Begell House  

    DOI: 10.1615/multscientechn.2023048360

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  • Effect of terminal velocities on macroscopic and microscopic hydrodynamic mixing of stratified suspensions

    Yasufumi Yamamoto, Ryoko Otomo, Yohsuke Tanaka, Shusaku Harada

    Physical Review E   106 ( 4 )   2022年10月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society (APS)  

    DOI: 10.1103/physreve.106.045109

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    その他リンク: http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevE.106.045109/fulltext

  • 高ポロシティを有する繊維層および粒子層中の空隙ネットワークと流体透過特性の解析 (ボロノイ分割を利用した空隙構造と動水半径の評価) 査読

    大友 涼子, 出口 裕仁, 原田 周作

    混相流   36 ( 2 )   266 - 273   2022年6月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Energy generation characteristics of pressure retarded osmosis using polymer solution 査読

    Kiyoshi BANDO, Ryoko OTOMO, Yuma SUZUKI, Takamori SHIOMI, Yusuke NISHIZAKI

    Bulletin of JSME, Journal of Fluid Science and Technology   Vol. 17, No. 1   2022年4月

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  • Hydrodynamic diffusive behavior of fine particle assemblage passing through nonuniform granular porous media 査読

    Ryoko Otomo, Yuki Nakano, Shusaku Harada

    Particulate Science and Technology   2022年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 繊維層中における微粒子群の移動現象の数値解析 (異なるサイズを有する微粒子の流体力学的拡散) 査読

    大 友 涼 子, 石 田 由 宇, 森 下 爽 平, 吉 良 陵 佑

    混相流   2021年3月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Effects of rigidity on tension within the cell membranes of erythrocytes swollen by osmotic shock 査読

    Kiyoshi BANDO, Ryoko OTOMO

    Journal of Biomechanical Science and Engineering   2021年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/jbse.21-00205

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  • The Effect of the Layered Internal Structure of Fibrous Beds on the Hydrodynamic Diffusive Behavior of Microparticles 査読

    R. Otomo, R. Kira

    Micromachines   2021年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Numerical analysis on motion of microparticles passing through straight and tortuous fibrous layers 査読

    R. Otomo, K. Mori

    Fluid Dynamics Research   53 ( 2 )   025503   2021年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Analysis of Fluid Permeability in Tortuous Fibrous Bed based on Pore Radius Distribution 査読

    R. Otomo, K. Mori

    Journal of Visualization   23 ( 1 )   71 - 80   2020年2月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s12650-019-00613-1

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s12650-019-00613-1/fulltext.html

  • 浸透圧ショックによる赤血球の膨張解析 -非溶血時の解析- 査読

    板東 潔, 大友 涼子, 清水 裕加里, 田渕 春歩

    可視化情報学会論文集   40 ( 12 )   23 - 30   2020年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3154/tvsj.40.23

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  • GNBC-Front-Tracking 法とImmersed Boundary 法を用いた固体球の動的な濡れのシミュレーション 査読

    大友 涼子, 北 優也, 山本 恭史, 伊藤 高啓, 脇本 辰郎, 加藤 健司

    混相流   29 ( 5 )   443 - 450   2016年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本混相流学会  

    Dynamic wetting of a solid sphere has been simulated numerically. We have developed the model for the description of the moving contact lines on curved solid surfaces by combining the GNBC-Front-tracking method and the immersed boundary method. The model was applied to the simulation of a quasi-static penetration of a water-repellent sphere into the water. As a result, the shape of the interface for different wettability is in good agreement with the previous experimental results. The residual bubble volume was evaluated under the different sphere size, static contact angle, and penetrating velocity conditions. The present results show a similar trend to the experimental and theoretical ones that the water-repellent sphere has a larger bubble since it incorporates more volume of air into the water, indicating the dynamic wetting of the sphere surface can be reproduced by the model.

    DOI: 10.3811/jjmf.29.443

    CiNii Books

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    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JLC/20022372701?from=CiNii

  • Quantitative evaluation of mass transfer near edge of porous media by adsorption photometry 査読

    T. Tanikoshi, R. Otomo, S. Harada

    AIChE Journal   63 ( 2 )   823 - 833   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Inertial migration of a spherical particle in laminar square channel flows from low to high Reynolds numbers 査読

    Naoto Nakagawa, Takuya Yabu, Ryoko Otomo, Atsushi Kase, Masato Makino, Tomoaki Itano, Masako Sugihara-Seki

    JOURNAL OF FLUID MECHANICS   779   776 - 793   2015年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:CAMBRIDGE UNIV PRESS  

    The lateral migration properties of a rigid spherical particle suspended in a pressure-driven flow through channels with square cross-sections were investigated numerically, in the range of Reynolds numbers (Re) from 20 to 1000. 'The flow field around the particle was computed by the immersed boundary method to calculate the lateral forces exerted on the particle and its trajectories, starting from various initial positions. 'The numerical simulation showed that eight equilibrium positions of the particle are present at the centres of the channel faces and near the corners of the chatmel cross-section. 'Me equilibrium positions at the centres of the channel faces are always stable, whereas the equilibrium positions at the corners are unstable until Re exceeds a certain critical value, Re-e. At Re Re-e additional equilibrium positions appear on a heteroclinic orbit that joins the channel face and corner equilibrium positions, and the lateral forces along the heteroclinic orbit are very small. As Re increases, the channel face equilibrium positions are shifted towards the channel wall at first, and then shifted away from the channel wall. The channel corner equilibrium positions exhibit a monotonic shift towards the channel corner with increasing Re. Migration behaviours of the particle in the cross-section are also predicted for various Values of Re. rftlese numerical results account for the experimental observations of particle distributions in the cross-section of micro and millimetre scale channels, including the characteristic alignment and focusing of the particles, the absence of the corner equilibrium positions at low Re and the progressive shift of the equilibrium positions with Re.

    DOI: 10.1017/jfm.2015.456

    Web of Science

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  • Fluid permeability of fibrous layers with finite thickness 査読

    Ryoko Otomo, Masako Sugihara-Seki

    Journal of Biorheology   29 ( 1 )   11 - 14   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japanese Society of Biorheology  

    The vascular endothelial surface glycocalyx layer consists of fibrous glycoproteins with a thickness of several hundred nanometers to a few microns. The present study focuses on the function of the glycocalyx layer as a modulator of permeability in water transport across the blood vessel wall. A particulate layer model is developed to analyze the fluid permeation through the glycocalyx layer, which has periodic fibrous structures and finite thickness. Theoretical and numerical computations of the permeation resistance across the layer are performed based on the Stokesian dynamics approach. The results show that the resistance near the ends of the layer is affected considerably by the anisotropy of adjacent particle configurations. We describe such an end effect on the permeability in relation to the layer thickness and particle spacing ratio. It is suggested that the variations in thickness or fiber spacing in the glycocalyx layer could significantly alter its fluid permeation properties.

    DOI: 10.17106/jbr.29.11

    Scopus

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  • Mass transfer caused by gravitational instability at reactive solid-liquid interfaces 査読

    Ryoko Otomo, Nobuhiko Ishii, Keita Takahashi, Shusaku Harada

    JOURNAL OF VISUALIZATION   17 ( 1 )   49 - 57   2014年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    Mass transfer in porous media has been investigated experimentally. In this paper, we present a visualization technique and discuss the behavior of a substance which transfers under the influence of gravity and reacts with the surface of porous media. Mass transfer by the reaction with porous media was demonstrated by means of electrochemical deposition experiment on particulate beds with complex structures. A copper plate (anode) and a stainless steel particulate bed (cathode) were, respectively, placed at the upper and bottom side of a thin vertical cell which was filled with copper sulfate solution. After the application of electricity, cupric ion which is provided from the copper plate to the solution transfers under the influence of gravity and it is consumed by deposition at the particulate bed. The behavior of ions between the electrodes was visualized by utilizing the infrared absorption characteristics of cupric ion. We observed gravitational instability and convection flow due to concentration gradient of ions in opposite direction to that of gravity, which is formed by reaction at solid-liquid interfaces. While downward flow caused by Rayleigh-Taylor instability was observed in the case of flat interfaces, upward flow generated from complex-shaped interfaces was greatly dependent on their geometry. The interaction of these flows resulted in the convection throughout the cell. Consequently, it is found from the results that the gravitational instability significantly varies the transport characteristics and that the reactive interface geometry greatly affects the overall mass transfer.

    DOI: 10.1007/s12650-013-0183-0

    Web of Science

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  • 局所的に非一様な粒子層中の透過流動 査読

    大友 涼子

    粉体工学会誌   50 ( 12 )   857 - 865   2013年

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    記述言語:日本語  

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  • Fluid Permeability in Stratified Unconsolidated Particulate Bed 査読

    Ryoko Otomo, Shusaku Harada

    Transport in Porous Media   96 ( 3 )   439 - 456   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Fluid permeability of polydisperse particulate bed with finite thickness has been examined. On the assumption of creeping flow, the permeability of monodisperse particles with arbitrary arrangement is calculated by means of Stokesian dynamics approach in which the interaction between individual particles and interstitial fluid is described by multipole expansion of the Oseen tensor. We have extended such calculation method to polydisperse particulate systems which have not so dense structures (up to particle volume fraction φ ~ 0.2). The particles are located infinitely in space and their interaction has been taken into account by Ewald summation technique. For the spatial distribution of polydisperse particles, we consider locally stratified particulate beds and define stratification degree as a parameter which apparently and mathematically represents the thickness of the mixing region of different-sized particles. The permeability profiles in the particulate beds with different stratification degree show the dependence of local permeability on the spatial and size distribution of particles. Consequently, the calculation results indicate that the permeability of non-uniform polydisperse particulate bed can be predicted by integrating the local permeation resistance which is determined by the local specific surface area. © 2012 Springer Science+Business Media Dordrecht.

    DOI: 10.1007/s11242-012-0098-6

    Scopus

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  • End Effect on Permeability of Loose Particulate Bed Having Different Internal Structures 査読

    R. Otomo, S. Harada

    PARTICULATE SCIENCE AND TECHNOLOGY   29 ( 1 )   2 - 13   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:TAYLOR & FRANCIS INC  

    Permeability through media having various structures has been studied theoretically. We consider loose porous media, like fibrous materials, and media with a localized pore network, like fractured rocks. We model complicated porous structures by using assemblage of spherical particles. The calculations of permeability are performed by the Stokesian dynamic approach, which enables us to derive fluid motion in the presence of many particles. The Ewald summation technique is employed to represent infinite and finite particulate beds. In the infinite bed where the particles exist endlessly in space, we investigate how the internal structure of the media affects permeability. The results indicate that permeability significantly depends on internal structure, particularly the void geometry. In the finite bed where the particles form a bed with finite thickness, we discuss permeability variance due to the presence of ends. It is found that permeability greatly varies in the vicinity of ends owing to the anisotropy of the flow field, which arises from the presence of ends.

    DOI: 10.1080/02726351.2010.488715

    Web of Science

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  • Diffusive behavior of a thin particle layer in fluid by hydrodynamic interaction 査読

    Shusaku Harada, Ryoko Otomo

    PHYSICAL REVIEW E   80 ( 6 )   066311   2009年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    The hydrodynamic effect on a thin particle layer, which moves relative to fluid by an external force, is investigated theoretically and numerically. Because of the presence of layer ends, the arrangement of particles in the layer is anisotropic and the drag force acting on them varies according to the position. The resulting relative motion of particles brings about the spreading of the layer. We have studied such a diffusive behavior of particle layers, which have various internal arrangements. We have assumed a non-Brownian system in which the particles move relatively owing to only the variance of hydrodynamic force. The hydrodynamic force on each particle was calculated by Stokesian dynamics approach. The results show that the relative motion of particles is greatly influenced by the internal arrangement of the particle layer. In consequence, the overall diffusive motion of particle layer varies with the arrangement even if the particle concentration is similar. It is in contrast to the gradient diffusion of Brownian particles.

    DOI: 10.1103/PhysRevE.80.066311

    Web of Science

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書籍等出版物

  • 局所的に非一様な粒子層中の透過流動 査読

    大友 涼子( 担当: 単著)

    粉体工学会誌  2013年 

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MISC

  • 1D31 単軸引張試験によるヒト赤血球の見かけのヤング率の測定 : 膜硬化の影響(OS3-1:血球運動のバイオメカニクス(1))

    永井 勇大, 加藤 陽介, 郡 慎平, 田地川 勉, 板東 潔, 山本 恭史, 大友 涼子

    バイオエンジニアリング講演会講演論文集   2015 ( 27 )   157 - 158   2015年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

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  • 28aAJ-4 赤血球サスペンション流れに浮遊する球形粒子の流路断面内分布(28aAJ 圧縮性流体・希薄流体,複雑流体,電磁流体,熱流体,領域11(物性基礎論・統計力学・流体物理・応用数学・社会経済物理))

    能祖 良太, 木村 友哉, 田中 慎之介, 関 淳二, 大友 涼子, 板野 智昭, 関 眞佐子

    日本物理学会講演概要集   69 ( 1 )   315 - 315   2014年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

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  • International Conference on Multiphase Flow 2013 (ICMF2013) に参加して

    大友 涼子

    混相流 = Japanese journal of multiphase flow   27 ( 3 )   340 - 342   2013年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本混相流学会  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 浸透圧差による赤血球の膨張・溶血現象における個体差の定量評価とカプセル化への応用

    研究課題/領域番号:22K03934  2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    大友 涼子

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    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

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  • 流体力学的な密を回避して均一な気泡を生成する手法と力学モデルの提案

    研究課題/領域番号:21H01248  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    渡村 友昭, 小笠原 紀行, 大友 涼子, 杉山 和靖

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    担当区分:研究分担者 

    配分額:17810000円 ( 直接経費:13700000円 、 間接経費:4110000円 )

    傾斜容器内における気泡流の対流開始を調査するため,個別気泡のラグランジュ追跡シミュレーションを行った.解析領域を準二次元と設定し,変形しない軽量固体粒子の運動と周囲液体の流動を再現した.なお,分散体と連続体の運動量交換と,分散体同士,分散体と容器壁の運動学的条件を考慮している.その結果,非定常流動の発現は,慣性重力波のパラメータであるフルード数,濃度界面の解像を表すクヌッセン数により決まることを明らかにした.また,数理モデルを作ることで,濃度界面が明瞭な際の流動スケーリングを行った.気泡のストークス浮上速度と容器の幾何学,発達した清澄層の密度流を速度分布を連成することにより,容器幾何学や気泡直径,濃度に対する清澄層厚さと速度を導いた.その傾向は実験や数値計算結果と良好に一致し,不安定流動の発生条件を予想することに成功した.これらの成果は米国物理学会誌で発表を行った.
    複数気泡の成長干渉を調査するため,レーザ誘起気泡の複数初生を試みた.ガルバノミラとFシータレンズを用いて,同一平面内にパルスレーザの連続照射を行い,複数気泡を初生させることに成功した.気泡を概ね目標位置に連続的に初生させることができたため,今後は二気泡の成長評価を行う.また,成長干渉現象の数学的な記述も試みている.溶存物質の析出による気泡成長を界面における濃度差にのより定式化し,二気泡の成長ならびに,成長に伴う並進運動を観察した.二気泡間の液相への溶存物質の奪い合いにより,気泡の成長に指向性が生じるため,並進運動が誘起されることを示した.また,ストークス動力学に基づき,複数気泡の干渉浮上を観察した.容器内に気泡の運動が制限される場合,気泡と壁との相互作用力が大きくなる.その結果,気泡の運動速度が低下するため,浮上速度の空間依存性が大きくなることを示した.

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  • 間隙のコネクティビティが流動のアップスケーリング効果に及ぼす影響の解明

    研究課題/領域番号:19H02252  2019年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    重松 孝昌, 大友 涼子, 中條 壮大, 麓 隆行, 竹原 幸生

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    担当区分:研究分担者 

    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

    これまで評価が困難であった低ポロシティ多孔質体においては,構成要素のアスペクト比によって透水試験の結果に顕著な影響を及ぼし,空隙形状およびその連結性が透水現象に影響を及ぼすことが明らかになった.また,このような現象をより定量的に評価するためにImmersed Boundary Methodの境界条件モジュールを新たに組み込み,水理実験結果と比較してその妥当性の検証を行った.高ポロシティ多孔質体においては,マイクロ流路を用いて微粒子懸濁液の移動特性に関する実験を行い,空隙の粗密構造によって微粒子の拡がりが促進・抑制されることを明らかにし,流体力学的拡散を確率論的に表現できる可能性を見出した.

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  • ラグランジュ型シミュレーションによる細胞の透過・吸着ダイナミクスの解明

    2017年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費補助金 若手研究(B) 

    大友 涼子

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 管内流れ中で変形する物体周りにおける微小粒子のダイナミクス

    2014年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費補助金 若手研究(B) 

    大友 涼子

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 血小板凝集ダイナミクスの流体力学的研究

    研究課題/領域番号:23360087  2011年4月 - 2014年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    関 眞佐子, 板野 智昭, 山本 順一郎, 梶島 岳夫, 牧野 真人, 大友 涼子, 秋永 剛, 大谷 英之, 三浦 和真, 中川 尚人

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    配分額:18850000円 ( 直接経費:14500000円 、 間接経費:4350000円 )

    血液凝固の初期段階である血小板の凝集現象に対して血液流れが及ぼす影響を明らかにするために、本研究では、流れ中における血小板の微視的挙動に対して共焦点レーザー走査顕微鏡システムを用いた実験と血小板モデルを用いた数値シミュレーションの両面から流体力学的解析を行った。その結果、血小板の凝集過程には周囲の流れ場が大きな影響を与え、赤血球との流体力学的相互作用が重要な因子となっていることが示された。

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  • 界面形状の選択的成長に伴う多孔質体の移動特性変化

    2011年4月 - 2013年3月

    日本学術振興会  特別研究員DC2 

    大友 涼子

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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担当経験のある科目(授業)

  • 数値解法入門

    機関名:関西大学

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  • 機械工学入門

    機関名:関西大学

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  • 機械物理学実験

    機関名:関西大学

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  • 機械工学基礎実験

    機関名:関西大学

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  • 機械工学実験

    機関名:関西大学

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  • 情報処理演習

    機関名:関西大学

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  • 流体力学1

    機関名:関西大学

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