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特集「マルチスケール・シミュレーション：古典から連続体への接続」

特集「マルチスケール・シミュレーション：古典MD から連続体への接続」

山本量一

2011 年 13 巻 3 号 p. 98
発行日: 2011年
公開日: 2012/03/16

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.13.98

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固体のためのハイブリッド原子ー粗視化粒子シミュレーション法

小林亮, 中村貴英, 尾形修司

2011 年 13 巻 3 号 p. 99-104
発行日: 2011年
公開日: 2012/03/16

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.13.99

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一般化Langevin 方程式を利用すると，様々な粗視化手法の違いが明らかになる．固体を粗視化する際は，熱揺らぎや散逸よりも，粗視化に付随するマクロな拘束条件下での原子系の自由エネルギーが重要となる．このことから我々は熱統計力学に基づいて固体原子系を粗視化する手法を開発した．さらに原子領域と粗視化領域を空間接続する手法を開発した．これらの応用として，固体の亀裂進展に関して，粗視化領域と原子領域を同時並列に扱うハイブリッドシミュレーションを動的な領域切替を含めて実行し，その実用性を実証する．

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振動境界層流れにおける高分子液体の動的レオロジー特性

安田修悟, 山本量一

2011 年 13 巻 3 号 p. 105-111
発行日: 2011年
公開日: 2012/03/16

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.13.105

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高速振動平板間にある高分子液体の動的レオロジー特性を古典分子動力学計算と計算流体力学の階層連結計算法を用いて解析した. 高速振動平板上にある流体は慣性の効果によって平板上で振動境界層流れを形成する．高分子液体の局所歪速度は境界層内部で急激に変化し，その結果，その局所的な動的レオロジー特性もまたシアシニング効果や非線形効果によって空間的に大きく変化する．例えば，振動数が大きい場合には，振動板から離れた位置では弾性の方が優位な粘弾性固体的に振舞う高分子液体が，振動板近傍においては弾性の無視できる粘性流体的にその振舞いを大きく変化させる．高分子液体の非線形レオロジー応答については，高分子液体の局所歪は振動板に近づくにつれて単調に急激に増加するにもかかわらず，平板振動数ω₀の高調波成分の非線形応答は振動板のごく近傍において急激に減衰することが分かった．また，振動板近傍の高分子液体の局所応力と局所歪のリサージュ図形において，その一周期の中で弾性率がシアシックニングを示すことも明らかにされた．

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高分子からみあい系のミクロ・メソスケール分子モデルの接続

畝山多加志

2011 年 13 巻 3 号 p. 112-117
発行日: 2011年
公開日: 2012/03/16

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.13.112

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重合度の大きな高分子系では，高分子鎖同士のすり抜けが禁止されるという動的な拘束(「からみあい」) のため特徴的なレオロジー挙動が見られる．からみあった高分子系では緩和時間が非常に長くなるため，ミクロスケールモデルのみでのシミュレーションは困難である．本稿ではミクロスケールの分子動力学モデルとメソスケールのスリップリンク型モデルを接続し，からみあった高分子のレオロジーをシミュレーションする手法を紹介する．

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高分子溶融体のミクロスコピックな状態変化とマクロスコピックな流動

村島隆浩, 谷口貴志

2011 年 13 巻 3 号 p. 118-124
発行日: 2011年
公開日: 2012/03/16

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.13.118

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高分子溶融体はマクロスコピックな流動とミクロスコピックな高分子のダイナミクスが複雑に影響を及ぼしあうため，その挙動を予測することはいまだに難しい問題である．最近我々は高分子溶融体内部の状態の移流に着目し，そのマクロスコピックな流動現象を実現するための方法を開発した．本記事ではその方法と，応用例について解説し，今後の課題と展望を述べる．

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連載

粗視化分子モデリング

(3) 固液界面

篠田渉

2011 年 13 巻 3 号 p. 125-128
発行日: 2011年
公開日: 2012/03/16

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.13.125

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本稿では固液界面を含む系のモデリング手法の紹介とモデル評価に必要な固液界面張力の測定方法の紹介を行う．さらに平均場近似によって得られた固体ナノ粒子と溶媒相互作用が粒径の関数として記述されることを利用し，固液界面張力やナノ粒子の溶媒和自由エネルギーを精度良く計算する手法についてふれ，界面張力が界面の曲率に依存して変化することを示す．

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