研究者詳細 - 大森　健史

写真a

オオモリ　タケシ

大森　健史

OMORI Takeshi

担当

大学院工学研究科機械系専攻准教授
工学部機械工学科

所属

工学研究院

所属キャンパス

中百舌鳥キャンパス

担当・職階

大学院工学研究科機械系専攻

准教授 2022年04月 - 継続中
工学部機械工学科

准教授 2022年04月 - 継続中

取得学位

工学博士（Dr.-Ing.）（ダルムシュタット工科大学（TU Darmstadt））

委員歴（学外）

高性能計算機システム委員大阪大学サイバーメディアセンター

2009年04月 - 継続中

受賞歴

日本伝熱学会賞学術賞

山口康隆, スルブリスドナタス, 大森健史, 楠戸宏城

2020年05月日本伝熱学会
日本機械学会賞（論文）

足立理人, 大森健史, 梶島岳夫

2018年04月日本機械学会

論文

The receding contact line cools down during dynamic wetting 査読

Hiroki Kusudo, Takeshi Omori, Laurent Joly, Yasutaka Yamaguchi

The Journal of Chemical Physics 159 ( 16 ) 2023年10月（ ISSN:0021-9606 ）（ eISSN:1089-7690 ）

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

When a contact line (CL)—where a liquid–vapor interface meets a substrate—is put into motion, it is well known that the contact angle differs between advancing and receding CLs. Using non-equilibrium molecular dynamics simulations, we reveal another intriguing distinction between advancing and receding CLs: while temperature increases at an advancing CL—as expected from viscous dissipation, we show that temperature can drop at a receding CL. Detailed quantitative analysis based on the macroscopic energy balance around the dynamic CL showed that the internal energy change of the fluid due to the change of the potential field along the pathline out of the solid–liquid interface induced a remarkable temperature drop around the receding CL, in a manner similar to latent heat upon phase changes. This result provides new insights for modeling the dynamic CL, and the framework for heat transport analysis introduced here can be applied to a wide range of nanofluidic systems.

DOI： 10.1063/5.0171769
Equilibrium molecular dynamics evaluation of the solid–liquid friction coefficient: Role of timescales 査読

Haruki Oga, Takeshi Omori, Laurent Joly, Yasutaka Yamaguchi

The Journal of Chemical Physics 159 ( 2 ) 2023年07月（ ISSN:0021-9606 ）（ eISSN:1089-7690 ）

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）国際・国内誌：国際誌

Solid–liquid friction plays a key role in nanofluidic systems. Following the pioneering work of Bocquet and Barrat, who proposed to extract the friction coefficient (FC) from the plateau of the Green–Kubo (GK) integral of the solid–liquid shear force autocorrelation, the so-called plateau problem has been identified when applying the method to finite-sized molecular dynamics simulations, e.g., with a liquid confined between parallel solid walls. A variety of approaches have been developed to overcome this problem. Here, we propose another method that is easy to implement, makes no assumptions about the time dependence of the friction kernel, does not require the hydrodynamic system width as an input, and is applicable to a wide range of interfaces. In this method, the FC is evaluated by fitting the GK integral for the timescale range where it slowly decays with time. The fitting function was derived based on an analytical solution of the hydrodynamics equations [Oga et al., Phys. Rev. Res. 3, L032019 (2021)], assuming that the timescales related to the friction kernel and the bulk viscous dissipation can be separated. By comparing the results with those of other GK-based methods and non-equilibrium molecular dynamics, we show that the FC is extracted with excellent accuracy by the present method, even in wettability regimes where other GK-based methods suffer from the plateau problem. Finally, the method is also applicable to grooved solid walls, where the GK integral displays complex behavior at short times.

DOI： 10.1063/5.0155628
Higher order lubrication model between slip walls 査読

Shintaro Takeuchi, Takeshi Omori, Takehiro Fujii, Takeo Kajishima

Microfluidics and Nanofluidics 27 ( 7 ) 2023年06月（ ISSN:1613-4982 ）（ eISSN:1613-4990 ）

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Abstract

A higher order lubrication model between slip walls is proposed for predicting the flow fields that cannot be described by the standard lubrication models based on the thin-gap approximation. The analysis shows that when considering the non-negligible pressure gradient in the surface-normal direction, the local pressure can be separated into (i) the base contribution by the modified Reynolds lubrication equation and (ii) the higher order component varying in both longitudinal and wall-normal directions, which takes the form proportional to the longitudinal derivative of the local velocity of the Couette–Poiseuille flow. For both (i) and (ii), the effect of the slip boundaries appears as the apparent displacements of the no-slip solid walls, and for (i) additional terms (to the no-slip case) also appear. The validity of the higher order slip-wall lubrication model is established by comparing the analytical prediction of the pressure with the fully resolved numerical results in a relatively wide region between a no-slip corrugated wall and a flat plate with varying slip length: the contribution of the higher order term is identified as the decreased lubrication pressure due to velocity slip. The model also successfully predicts the trend of pressure change between the varying slip case and a more realistic system with constant slip length for a channel, where the thin-gap approximation does not hold.

DOI： 10.1007/s10404-023-02644-5

その他URL： https://link.springer.com/article/10.1007/s10404-023-02644-5/fulltext.html
(Invited) Nanoscale Wetting and Its Connection with Macroscopic Young's Equation 招待査読

Yasutaka Yamaguchi, Hiroki Kusudo, Carlos Bistafa, Donatas Surblys, Takeshi Omori, Gota Kikugawa

ECS Transactions 108 ( 4 ) 93 - 102 2022年05月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/10804.0093ecst
Coupled Simulation of Flow and Chemical Reaction with Finite Reaction Rate for Decarburization of Molten Iron using Gas Jet of Carbon Dioxide 査読

Tetsuya Yamamoto, Takeshi Omori, Takeo Kajishima

ISIJ International 62 ( 1 ) 38 - 47 2022年01月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2021-296
Quantifying the solid-fluid interfacial tensions depending on the substrate curvature: Young's equation holds for wetting around nanoscale cylinder 査読

Keitaro Watanabe, Hiroki Kusudo, Carlos Bistafa, Takeshi Omori, Yasutaka Yamaguchi

AIP Publishing　The Journal of Chemical Physics 2022年01月（ ISSN:0021-9606 ）

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/5.0079816
Slip length measurement in rectangular graphene nanochannels with a 3D flow analysis 査読

Kuan-Ting Chen, Qin-Yi Li, Takeshi Omori, Yasutaka Yamaguchi, Tatsuya Ikuta, Koji Takahashi

Elsevier BV　Carbon 189 ( 15 ) 162 - 172 2021年12月（ ISSN:0008-6223 ）

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.carbon.2021.12.048
Local stress tensor calculation by the method-of-plane in microscopic systems with macroscopic flow: A formulation based on the velocity distribution function 査読

Hiroki Kusudo, Takeshi Omori, Yasutaka Yamaguchi

AIP Publishing　The Journal of Chemical Physics 155 ( 18 ) 184103 - 184103 2021年11月（ ISSN:0021-9606 ）

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/5.0062889
Theoretical framework for the atomistic modeling of frequency-dependent liquid-solid friction 査読

Haruki Oga, Takeshi Omori, Cecilia Herrero, Samy Merabia, Laurent Joly, Yasutaka Yamaguchi

American Physical Society (APS)　Physical Review Research 3 ( 3 ) 2021年07月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/physrevresearch.3.l032019

その他URL： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevResearch.3.L032019/fulltext
Wilhelmy equation revisited: A lightweight method to measure liquid–vapor, solid–liquid, and solid–vapor interfacial tensions from a single molecular dynamics simulation 査読

Yuta Imaizumi, Takeshi Omori, Hiroki Kusudo, Carlos Bistafa, Yasutaka Yamaguchi

AIP Publishing　The Journal of Chemical Physics 153 ( 3 ) 034701 - 034701 2020年07月（ ISSN:0021-9606 ）

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/5.0011979
Erratum: “Extraction of the equilibrium pinning force on a contact line exerted from a wettability boundary of a solid surface through the connection between mechanical and thermodynamic routes” [J. Chem. Phys. 151, 154501 (2019)] 査読

Hiroki Kusudo, Takeshi Omori, Yasutaka Yamaguchi

The Journal of Chemical Physics 152 ( 18 ) 189901 - 189901 2020年05月（ ISSN:0021-9606 ）（ eISSN:1089-7690 ）

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/5.0010632
Erratum: “Interpretation of Young’s equation for a liquid droplet on a flat and smooth solid surface: Mechanical and thermodynamic routes with a simple Lennard-Jones liquid” [J. Chem. Phys. 150, 044701 (2019)] 査読

Yasutaka Yamaguchi, Hiroki Kusudo, Donatas Surblys, Takeshi Omori, Gota Kikugawa

The Journal of Chemical Physics 152 ( 17 ) 179901 - 179901 2020年05月（ ISSN:0021-9606 ）（ eISSN:1089-7690 ）

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/5.0010630

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書籍等出版物

化学工学系流体シミュレーションの最前線 : 基礎・実践・将来展望

化学工学会関東支部, 化学工学会粒子・流体プロセス部会（担当：分担執筆 , 範囲: ナノスケールシミュレーション）

化学工学会関東支部,三恵社 (発売) 2024年01月（ ISBN:9784866938943 ）

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総ページ数：vi, 221p

CiNii Books

MISC（その他記事）

微細流路内流れの現象論的モデル：メソスケール領域のある流れの流体力学招待

大森健史

化学工学 87 ( 3 ) 114 - 116 2023年03月

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担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）

講演・口頭発表等

Thermal Difference in Advancing and Receding Contact Lines: Insight from MD Simulation

Hiroki Kusudo, Takeshi Omori, Laurent Joly, Yasutaka Yamaguchi

AJK-FED 2023 2023年07月

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会議種別：口頭発表（一般）
線形応答理論に基づく平衡分子動力学系を用いた固体・液体間の滑り現象の再現とその応用

大賀春輝, 大森健史, 山口康隆

日本伝熱シンポジウム 2023年05月

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会議種別：口頭発表（一般）
固液境界における流体力学的境界条件の周波数依存性

山本紘生, 大森健史

日本伝熱シンポジウム 2023年05月

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会議種別：ポスター発表
微視的な幾何学的不均一性のある固体面における流体力学的境界条件

山本紘生, 大森健史

数値流体力学シンポジウム 2022年12月

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会議種別：口頭発表（一般）
固体・液体間摩擦力の自己相関関数を用いた滑り長さの計測方法の提案と非平滑面への適用

大賀春輝, 大森健史, 山口康隆

数値流体力学シンポジウム 2022年12月

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会議種別：口頭発表（一般）
線形応答理論から導かれる平衡ゆらぎと非定常応答との関係に関する分子動力学解析

大賀春輝, 大森健史, 山口康隆

日本流体力学会年会 2022年09月

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会議種別：口頭発表（一般）
MD による固体と流体の界面張力の様々な算出法

新宅実慶, 楠戸宏城, 大森健史, 藤野大成, Carlos BISTAFA, 山口康隆

日本伝熱シンポジウム 2022年05月

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会議種別：口頭発表（一般）
動的濡れの非平衡分子動力学解析：熱流体場の抽出に基づく，前進・後退接触線近傍の局所的温度上昇・低下の解析

楠戸宏城, 大森健史, 山口康隆

日本伝熱シンポジウム 2022年05月

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会議種別：口頭発表（一般）
Measurement and modulation of the liquid slip length in graphene nanochannels

Kuan-Ting Chen, 大森健史, 生田竜也, 李秦宜, 山口康隆, 高橋厚史

日本伝熱シンポジウム 2022年05月

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会議種別：ポスター発表
平衡分子動力学系を用いた壁面すべりを有するPoiseuille流れの流量抽出方法の提案

大賀春輝, 千崎亮平, 大森健史, 山口康隆

日本伝熱シンポジウム 2022年05月

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会議種別：口頭発表（一般）
滑り速度を有する境界に対する埋め込み境界射影法：境界力の分配演算子が満たすべき条件国内会議

藤井健博, 大森健史, 梶島岳夫

数値流体力学シンポジウム 2021年12月

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開催地：オンライン
マクロの流れを伴うミクロの系における局所的応力テンソルの計算: 速度分布関数に基づくMethod-of-Planeの定式化国内会議

楠戸宏城, 大森健史, 山口康隆

日本流体力学会年会 2021年09月
固液摩擦力の揺らぎを用いた固液摩擦の周波数特性の抽出国内会議

大賀春輝, 大森健史, Herrero Cecilia, Merabia Samy, Joly Laurent, 山口康隆

日本流体力学会年会 2021年09月
微小スケールの物理に立脚した動的濡れの数値計算招待国内会議

大森健史

化学工学会粒子・流体プロセス部会熱物質流体工学分科会 2021年09月
A Three-Dimensional Model for Capillary Flow in Rectangular Nanochannels 国内会議

Kuan-Ting Chen, Qin-Yi Li, Takeshi Omori, Yasutaka Yamaguchi, Tatsuya Ikuta, Koji Takahashi

日本伝熱シンポジウム 2021年05月
Lennard-Jones 流体の動的接触線近傍の流れ場と粘性応力の抽出国内会議

楠戸宏城, 大森健史, 山口康隆

日本伝熱シンポジウム 2021年05月
縞状の濡れ性の分布を持つ固体面と単純液体の間の摩擦に関する非平衡分子動力学解析国内会議

千﨑亮平, 大賀春輝, 大森健史, 山口康隆

日本伝熱シンポジウム 2021年05月
定常な動的接触線近傍の応力分布に関する分子動力学解析国内会議

楠戸宏城, 大森健史, 山口康隆

数値流体力学シンポジウム 2020年12月
平衡MDとLFHによる固液間剪断力の自己相関係数算出国内会議

大賀春輝, 大森健史, 山口康隆

数値流体力学シンポジウム 2020年12月
Lennard-Jones液体面に浸されたナノスケールの固体円筒に働く毛管力の曲率依存性国内会議

渡部桂太朗, 楠戸宏城, 大森健史, 山口康隆

数値流体力学シンポジウム 2020年12月
静電相互作用を考慮した気液二相流の数値解析国内会議

三輪敦俊, 大森健史, 梶島岳夫

数値流体力学シンポジウム 2020年12月
Wilhelmyの関係式の再考: 単一のシミュレーションによる固気液の3つの界面張力の算出国内会議

今泉優太, 大森健史, 楠戸宏城, Bistafa Carlos, 山口康隆

数値流体力学シンポジウム 2020年12月
Cahn-Hilliard方程式を用いた二相流解析におけるOpenMPI/OpenACC Hybrid Computing 国内会議

大島洋喜, 大森, 健史, 梶島岳夫

数値流体力学シンポジウム 2020年12月
すべり境界条件に対する埋め込み境界射影法の開発国内会議

藤井健博, 大森健史, 梶島岳夫

日本機械学会流体工学部門講演会 2020年11月
MoP による定常な動的接触線近傍の応力分布に関する考察国内会議

楠戸宏城, 大森健史, 山口康隆

日本流体力学会年会 2020年09月
固液界面における摩擦力の揺らぎと流体力学の関係: Langevin 方程式を介した接続国内会議

大賀春輝, 大森健史, 山口康隆

日本流体力学会年会 2020年09月
OH 終端されたシリカ表面上の濡れに関する理論解析国内会議

ビスタファカルロス, スルブリスドナタス, 大森健史, 山口康隆

日本流体力学会年会 2020年09月
固体壁面に接する３次元Lennard-Jones液滴の接触線近傍における力学的バランス国内会議

新宅実慶, 楠戸宏城, 大森健史, 山口康隆

日本流体力学会年会 2020年09月
接触線近傍での流体界面の易動度国内会議

赤井優斗, 大島洋喜, 大森健史, 山口康隆, 梶島岳夫

日本流体力学会年会 2020年09月

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科研費獲得実績

固液滑りのメソスケール物理

基盤研究(B) 2027年
固液滑りのメソスケール物理

基盤研究(B) 2026年
固液滑りのメソスケール物理

基盤研究(B) 2025年
ミクロの濡れの保存則：平衡系から非平衡系へ

基盤研究(B) 2025年
固液滑りのメソスケール物理

基盤研究(B) 2024年
ミクロの濡れの保存則：平衡系から非平衡系へ

基盤研究(B) 2024年
固液滑りのメソスケール物理

基盤研究(B) 2023年04月
ミクロの濡れの保存則：平衡系から非平衡系へ

基盤研究(B) 2022年04月

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担当授業科目

機械マテリアル演習

2024年度週間授業大学
機械システム演習

2024年度週間授業大学
エネルギー機械演習

2024年度週間授業大学
機械流体力学3

2024年度週間授業大学
機械基礎実験

2024年度週間授業大学
機械設計演習

2024年度週間授業大学
機械流体力学1

2024年度週間授業大学
機械工学概論

2024年度週間授業大学
数値流体力学特論

2024年度週間授業大学院
機械系特別研究第1

2024年度集中講義大学院
機械系特別演習第1

2024年度集中講義大学院
機械系特別演習

2024年度集中講義大学院
初年次ゼミナール

2024年度週間授業大学院
設計製作実習

2024年度集中講義大学
設計製作実習

2024年度集中講義大学
機械流体力学1

2023年度週間授業大学
初年次ゼミナール

2023年度週間授業大学院
機械系特別演習

2023年度集中講義大学院
数値流体力学特論

2023年度週間授業大学院
機械系特別研究第1

2023年度集中講義大学院
卒業研究

2023年度集中講義大学
設計製作実習

2023年度週間授業大学
計測評価工学

2023年度週間授業大学
機械製図演習

2023年度週間授業大学
機械工作実習

2023年度週間授業大学
機械系特別研究

2023年度集中講義大学院
数値計算法

2023年度週間授業大学
機械工学実験

2023年度週間授業大学
機械系特別研究第2

2023年度集中講義大学院
機械系特別演習

2022年度集中講義大学院
数値流体力学特論

2022年度週間授業大学院
機械系特別演習第1

2022年度集中講義大学院
機械系特別演習第1

2022年度集中講義大学院
機械系特別演習第2 （杉本）

2022年度集中講義大学院
特別演習（流体力学）

2022年度週間授業大学院
計測評価工学

2022年度週間授業大学
エンジニアリングデザイン

2022年度集中講義大学
機械系特別研究（杉本）

2022年度集中講義大学院
前期特別研究(機械物理系)

2022年度集中講義大学院
卒業研究(機械工学科)

2022年度集中講義大学
設計製作実習(B)

2022年度週間授業大学
設計製作実習(A)

2022年度週間授業大学
数値計算法

2022年度週間授業大学
機械工学実験(B)

2022年度週間授業大学
機械工学実験(A)

2022年度週間授業大学

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