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If you are interested in our current studies,
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A wide range of engineering application

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Physics based computer graphics

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Numerical modeling of industrial processes

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Advanced multi-physics simulations

Journal papers (Recent 5 years)

  • C. Fushimi, K. Yato, M. Sakai, T. Kawano, T. Kita, "Recent progress in efficient gas-solid cyclone separators with a high solids loading for large-scale fluidized beds," KONA Powder Part. J., 38 (2021) 94-109. (open access)
  • Y. Mori, M. Sakai, “Visualization study on the coarse graining DEM for large-scale gas-solid flow systems,” Particuology (in press)
  • L. Yang, A. Buchan, D. Pavlidis, A. Jones, P. Smith, M. Sakai, C. Pain, "A three-phase interpenetrating continua approach for wave and porous structure interaction," Eng. Comput., (in press).
  • Y. Mori, M. Sakai, "Development of a robust Eulerian-Lagrangian model for the simulation of an industrial solid-fluid system," Chem. Eng. J., 406 (2021) 126841. (open access)
  • S. Li, S. Kajiwara, M. Sakai, "Numerical investigation on the mixing mechanism in a cross-torus paddle mixer using the DEM-CFD method," Powder Technol., 377 (2021) 89-102.
  • G. Duan, T. Matsunaga, A. Yamaji, S. Koshizuka, M. Sakai, "Imposing accurate wall boundary conditions in corrective matrix based MPS method for free surface flow," Int. J. Numer. Methods Fluids, 93 (2021) 148-175.
  • G. Duan, A. Yamaji, M. Sakai, "An incompressible-compressible Lagrangian particle method for bubble flows with a sharp density jump and boiling phase change," Comput. Methods Appl. Mech. Eng., 372 (2020) 113425. (open access)
  • Y. Mori, K. Takabatake, Y. Tsugeno, M. Sakai, "On artificial density treatment for the pressure Poisson equation in the DEM-CFD simulations," Powder Technol., 372 (2020) 48-58. (open access)
  • P.M. Widartiningsih, Y. Mori, K. Takabatake, C.-Y. Wu, K. Yokoi, A. Yamaguchi, M. Sakai, "Coarse graining DEM simulations of a powder die-filling system," Powder Technol., 371 (2020) 83-95.
  • K. Takabatake, M. Sakai, "Flexible discretization technique for DEM-CFD simulations including thin walls," Adv. Powder Technol. 31 (2020) 1825-1837.
  • Z. Xie, Y. Shen, K. Takabatake, A. Yamaguchi, M. Sakai, "Coarse-grained DEM study of solids sedimentation in water," Powder Technol., 361 (2020) 21-32.
  • H. Udono, K. Uruga, T. Tsukada, M. Sakai, "Numerical study on rheological properties for dispersed and aggregated particle systems," Powder Technol., 361 (2020) 203-209.
  • M. Sakai, Y. Mori, X. Sun, K. Takabatake, "Recent progress on mesh-free particle methods for simulations of multi-phase flows: A review," KONA Powder Part. J., 37 (2020) 132-144. (open access)
  • L. Yang, J. Yang, E. Boek, M. Sakai, C.C. Pain, "Images based simulations of absolute permeability with massively parallel pseudo-compressible stabilised Finite Element solver," Comput. Geosci., 23 (2019) 881-893. 10.1007/s10596-019-09837-4
  • Y. Yue, T. Wang, M. Sakai, Y. Shen, "Particle-scale study of spout deflection in a flat-bottomed spout fluidized bed," Chem. Eng. Sci., 205 (2019) 121-133.
  • M. Sakai, K. Takabatake, K. Tamura, K. Hatano, A. Minakuchi, "Why do wet-particles adhere to a high-speed roll in a three-roll mill?," Phys. Fluids, 31 (2019) 033302.
  • Y. Mori, C.-Y. Wu, M. Sakai, "Validation study on a scaling law model of the DEM in industrial gas-solid flows," Powder Technol., 343 (2019) 101-112.
  • X. Sun, M. Sun, K. Takabatake, C.C. Pain, M. Sakai, "Numerical simulation of free surface fluid flows through porous media by using the explicit MPS method," Transp. Porous Media, 127 (2019) 7-33. (open access)
  • H. Yao, Y. Mori, K. Takabatake, X. Sun, M. Sakai, "Numerical investigation on the influence of air flow in a die filling process," J. Taiwan Inst. Chem. Eng., 90 (2018) 9-17.
  • K. Takabatake, Y. Mori, J.G. Khinast, M. Sakai, "Numerical investigation of a coarse-grain DEM in solid mixing in a spouted bed," Chem. Eng. J., 346 (2018) 416-426.
  • X. Sun, M. Sakai, "A liquid bridge model for spherical particles applicable to asymmetric configurations," Chem. Eng. Sci., 182 (2018) 28-43.
  • K. Yokoi, M. Furuichi, M. Sakai, "An efficient multi-dimensional implementation of VSIAM3 and its applications to free surface flows," Phys. Fluids, 29 (2017) 121611.
  • H. Udono, M. Sakai, "A numerical study on dynamic inertial focusing of microparticles in a confined flow," Granular Matter, 19 (2017) 79.
  • X. Sun, M. Sakai, "Immersed boundary method with artificial density in pressure equation for modelling flows confined by wall boundaries," J. Chem. Eng. Jpn., 50 (2017) 161-169.
  • X. Sun, M. Sakai, "Direct numerical simulation of gas-solid-liquid flows with capillary effects: An application to liquid bridge forces between spherical particles," Phys. Rev. E, 94 (2016) 063301.
  • K. Takabatake, X. Sun, M. Sakai, D. Pavlidis, J. Xiang, C.C. Pain, "Numerical study on a heat transfer model in a Lagrangian fluid dynamics simulation," Int. J. Heat Mass Transf., 103 (2016) 635-645.
  • G. Basinskas, M. Sakai, "Numerical study of the mixing efficiency of a batch mixer using the discrete element method," Powder Technol., 301 (2016) 815-829.
  • Y. Tsunazawa, D. Fujihashi, S. Fukui, M. Sakai, C. Tokoro, "Contact force model including the liquid-bridge force for wet-particle simulation using the discrete element method," Adv. Powder Technol., 27 (2016) 652-660.
  • G. Basinskas, M. Sakai, "Numerical study of the mixing efficiency of a ribbon mixer using the discrete element method," Powder Technol., 287 (2016) 380-394.
  • M. Sakai, "How should the discrete element method be applied in industrial systems?: A review," KONA Powder and Particle Journal, 33 (2016) 169-178. (open access) [Most-Read Papers 2016; Hottest Papers Award 2016]
  • X. Sun, M. Sakai, "Numerical simulation of two-phase flows in complex geometries by using the Volume-of-Fluid/Immersed-Boundary method," Chem. Eng. Sci., 139 (2016) 221-240. [Top25 Hottest Articles October to December 2015]


4.気泡・分散系現象の基礎と応用 "気泡・分散系現象の基礎と応用"
化学工学会 監修
分担執筆:2.基礎~応用編 第4章 粉体・混相流の数値シミュレーションの基礎・応用
[in Japanese]
3.混相流の数値シミュレーション "混相流の数値シミュレーション"
太田光浩, 酒井幹夫, 島田直樹, 本間俊司, 松隈洋介 著
“Numerical Simulation of multi-phase flows" written by M. Ohta, M. Sakai, N. Shimada, S. Honma, Y. Matsukuma
[in Japanese]
2.粉体・ナノ粒子の創製と製造・処理技術 "粉体・ナノ粒子の創製と製造・処理技術"
小波盛佳, 松本幹治, 監修
分担執筆:第7章 第1節 粉体シミュレーション技術と実用化
[in Japanese]
1.粉体の数値シミュレーション "粉体の数値シミュレーション"
酒井幹夫 編著
"Numerical simulation of granular flows"
written and editted by Mikio SAKAI
[in Japanese]

Awards (Recent 5 years)

20-3. 化学工学会 第26回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
20-2. 化学工学会 粒子・流体プロセス部会 2020年度シンポジウム賞
20-1. 粉体工学会 春期研究発表会奨励賞(柘野) 2020年
19-11. 化学工学会 第25回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
19-10. 粉体工学会 技術賞 2019年
19-9. APCChE2019 Excellent Poster Award (Putri) 2019年
19-8. 粉体工学情報センター IP奨励賞 2019年
19-7. 化学工学会 横浜大会 最優秀学生賞(森) 2019年
19-6. 化学工学会 横浜大会 学生奨励賞(吉田) 2019年
19-5. UK-China PTF7 Best Poster Award (Mori) 2019年
19-4. DEM8 Best Poster Award (Mori) 2019年
19-3. 粉体工学会 ベストプレゼンテーション賞(高畑) 2019年
19-2. 化学工学会 第84回年会 優秀学生賞(高畑) 2019年
19-1. 日本原子力学会 計算科学技術部会 CG賞(田村) 2019年
18-14. 化学工学会 第24回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
18-13. CPT2018 Best Student Poster Award (Udono) 2018年
18-12. 化学工学会 粒子・流体プロセス部会 2018年度シンポジウム賞
(プレゼンテーション賞) (高畑)
18-11. 化学工学会 粒子・流体プロセス部会 2018年度シンポジウム賞
(プレゼンテーション賞) (森)
18-10. 粉体工学会 第53回技術討論会 学生優秀講演賞(川上) 2018年
18-9. 粉体工学会 第53回技術討論会 学生優秀講演賞(森) 2018年
18-8. 粉体工学会 第53回技術討論会 学生優秀講演賞(Yao) 2018年
18-7. 化学工学会 室蘭大会 学生奨励賞(田村) 2018年
18-6. 化学工学会 室蘭大会 最優秀学生賞(森) 2018年
18-5. 化学工学会 最優秀学生賞(鵜殿) 2018年
18-4. 日本原子力学会 計算科学技術部会 CG賞(高畑) 2018年
18-3. 日本原子力学会 計算科学技術部会 学生優秀講演賞(田村) 2018年
18-2. 日本原子力学会 計算科学技術部会 学生優秀講演賞(鹿島) 2018年
18-1. ホソカワ粉体工学振興財団 研究者育成事業(鵜殿)2018年
17-14. 化学工学会 第23回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
17-13. 化学工学会 第23回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
17-12. 粉体工学会 技術賞(共著者・森) 2017年
17-11. 化学工学会 粒子・流体プロセス部会 2017年度シンポジウム賞
(プレゼンテーション賞) (高畑)
17-10. 日本混相流学会 ベストプレゼンテーションアワード(鵜殿) 2017年
17-9. 日本混相流学会 ベストプレゼンテーションアワード(森) 2017年
17-8. 化学工学会 東京大会学生奨励賞(Yao) 2017年
17-7. 化学工学会 東京大会学生奨励賞(森) 2017年
17-6. MMPE 2017 Outstanding Poster Presentaion Award
17-5. MMPE 2017 Outstanding Poster Presentaion Award
17-4. KONA Powder Part J Hottest Papers Award 2016
(Journal IF=1.780 in 2015)
17-3. 日本原子力学会 計算科学技術部会 学生優秀講演賞(高畑) 2017年
17-2. 日本原子力学会 計算科学技術部会 学生優秀講演賞(荒木) 2017年
17-1. ホソカワ粉体工学振興財団 研究者育成事業(鵜殿)2017年
16-6. 化学工学会 第22回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
16-5. 化学工学会 第22回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
16-4. 粉体工学会 ベストポスター賞(鵜殿) 2016年
16-3. 化学工学会 福島大会学生賞(銅賞)(鵜殿) 2016年
16-2. 日本計算力学連合 2016 JACM Fellows Award 2016年
16-1. 日本原子力学会 計算科学技術部会 学生優秀講演賞(境) 2016年

Invited talks (Recent 5 years)

20-2. 酒井幹夫, "最先端粉体シミュレーション技術:理論および産業応用," 国際粉体工業展東京2020, Tokyo, Nov 18, 2020
20-1. M. Sakai, "On signed distance function based wall boundary model in the DEM simulation," PGBSIA 2020, Patiala, India, Feb 26-28, 2020
19-12. M. Sakai, "State-of-the-art modeling for DEM simulations toward virtual manufacturing," APCOM2019, Taipei, Taiwan, Dec 17-20, 2019
19-11. M. Sakai, "Recent progress on industrial DEM simulations: challenges and opportunities," International Powder and Nanotechnology Forum 2019, INCHEM TOKYO 2019, Makuhari, Nov 11-20, 2019
19-10. 酒井幹夫, "粉体シミュレーション技術とその未来展望," 粉体工業展大阪2019 Osaka, Oct 17, 2019
19-9. 酒井幹夫, "粉体・混相流の数値シミュレーションにおける革新的要素技術の開発," 粉体工学会秋期研究発表会 Osaka, Oct 15-16, 2019
19-8. 酒井幹夫, "最先端粉体シミュレーション技術の医薬品製造工程への応用," 製剤機械技術学会第29回大会 Gifu, Oct 10-11 2019
19-7. M. Sakai, "Innovative granular flow modeling for industrial systems," 18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering (APCChE 2019), Sept 23-27 2019, Sapporo, Japan
19-6. M. Sakai, "Development and applications of the discrete element method for food and pharmaceutical industries," The 2nd International Conference and Exhibition on Powder Technology Indonesia, 20-21 Aug 2019, Best Western Premier Hotel Solo Baru, Indonesia [plenary]
19-5. M. Sakai, Development and application of innovative discrete element modelling for industrial systems, 7th UK-China International Particle Technology Forum, 28-31 July 2019, University of Edinburgh, UK
19-4. M. Sakai, DEM simulations for pharmaceutical engineering, 8th International Conference on Discrete Element Methods, 21-26 July 2019, University of Twente, Netherlands
19-3. M. Sakai, "Development and Application of Flexible Eurelian-Lagrangian Method for Industrial Gas-Solid Flow Systems," Fluidization XVI, May 26-31, 2019, Guilin, China
19-2. L. Yang, A. Buchan, A. Jones, P. Smith, M. Sakai, C.C. Pain, "Adaptive modelling for multiphase flow through debris bed with boiling," International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences 2019, March 24-28, 2019, Tokyo
19-1. M. Sakai, "Recent progress on numerical modeling for industrial DEM simulations," Computational Sciences Workshop 2019, Jan 16-18, 2019, Tokyo
18-9. M. Sakai, "Key technologies for industrial granular flow simulations," 2nd International Symposium on Computational Particle Technology & 13th International Conference on CFD 2018, Dec 4-8, 2018, Melbourne, Australia
18-8. 酒井幹夫, "コンピュータシミュレーションが拓く粉体ハンドリング技術の未来," 国際粉体工業展東京2018, Tokyo, Nov 29, 2018
18-7. 酒井幹夫, "粉体・混相流シミュレーションの進展," 化学工学会 第50回秋季大会, Kagoshima, Sept 18, 2018
18-6. 酒井幹夫, "日本粉体工業技術協会 粒子加工技術分科会," 平成30年度第3回見学・講演会「粉体・混相流の数値シミュレーションの産業応用~製剤の粉体プロセスを中心に~」, Ibaraki, Sept 14, 2018
18-5. M. Sakai, "Discrete element modeling for industrial multi-phase flows", The 9th International Conference on Computational Methods (ICCM2018), Aug 7, 2018, Rome, Italy
18-4. M. Sakai, "Discrete Element Simulation for Industrial Applications," 13th World Congress on Computational Mechanics, July 23, 2018, New York City, USA
18-3. M. Sakai, "Recent progress on numerical simulations for industrial powder processes," International Powder and Nanotechnology Forum, June 12, 2018, Frankfurt, Germany
18-2. P. Yang, A. Obeysekara, C. Joulin, M. Sakai, J. Xiang, J. P. Latham, C. Heaney, P. Salinas, F. Fang, D. Xiao, R. Arcucci, L. Yang, D. Pavlidis, M. D. Jackson, O. Matar, A. Buchan, N. Srinil, C. Pain, “Challenges in numerical modelling of solid-fluid and multi-physics problems from granular flows to large particles/structures using unstructured meshes," International Powder and Nanotechnology Forum, June 12, 2018, Frankfurt, Germany
18-1. M. Sakai, “State-of-the-art discrete element modeling in multi-phase flow simulations," Second International Forum on Polar Offshore Engineering, Jan. 16, 2018, Dalian University of Technology, China
17-8. 酒井幹夫, "製造現場における粉体シミュレーションの果たす役割," 第1回粉体シミュレーション技術利用シンポジウム, Tokyo, Dec 14 (2017)
17-7. 酒井幹夫, "粉体・混相流の数値シミュレーションの最前線," 第9回ホットな話題の講習会「マルチフィジックス・HPCシミュレーションの最前線」~コンピュータシミュレーションの産業応用の現状に迫る!~, 講演2-6, Tokyo, Oct 2 (2017)
17-6. 酒井幹夫, "粒子法による複雑現象シミュレーション," 日本原子力学会2017年秋の大会 研究発表講演プログラム集, p.30, 1G_PL01, Hokkaido, Sept 13-15 (2017)
17-5. M. Sakai, "Recent progress in the numerical modeling for industrial powder processes," The 1st International Conference and Exhibition on Powder Technology Indonesia (ICePTi-2017), Aug 8-10, 2017, Bale Sawada, Indonesia
17-4. M. Sakai, "Study on discrete element simulations for the industrial applications," The 8th International Conference on Computational Methods (ICCM2017), 25th-29th July 2017, Guilin, China
17-3. M. Sakai, "How can the DEM be applied in industrial powder processes?," The 3rd International Conference on Numerical Methods in Multiphase Flows (ICNMMF-III), June 26-29, 2017, Tokyo, Japan
17-2. 酒井幹夫, "産業応用のための新しい粉体シミュレーション手法の開発," 混相流レクチャーシリーズ42 化学工学における混相流研究の進展, 東京, June 2 (2017)
17-1. 酒井幹夫, "マルチフィジックスシミュレーションの最前線 ~基礎研究から産業応用への展開~," 日本学術振興会 プロセスシステム工学第143委員会 第209回委員会・ 平成28年度第4回研究会, 東京, Feb. 17 (2017)
16-8. M. Sakai, "Recent advances in multi-physics modeling for multiphase flows," 8th International Symposium on Multiphase Flow, Heat Mass Transfer and Energy Conversion (ISMF 2016), 16-19, Dec., 2016, Chengdu, China
16-7. M. Sakai, "Advanced discrete element simulation for industrial applications," The Second International Conference on Powder, Granule and Bulk Solids: Innovations and Applications (PGBSIA 2016), 1-3, Dec., 2016, Jaipur, India
16-6. 酒井幹夫, "粉体・混相流の数値シミュレーションに関する最先端技術," 国際粉体工業展東京2016 最新情報フォーラム(粉体シミュレーションの最前線), 東京, Nov. 30 (2016)
16-5. M. Sakai, "Recent Advances in Discrete Element Modeling for Industrial Applications," 2016 High Level Symposium on Measurement and Control of Granular Materials, 19-20, Nov., 2016, Beijing, China
16-4. M. Sakai, "State-of-the-art discrete element modeling for simulations of industrial systems," 7th International Conference on Discrete Element Methods (DEM7), Aug 1-4, Dalian, China (2016)
16-3. M. Sakai and K. Takabatake, "Lagrangian simulation of free surface fluid flow and heat transfer in a severe accident," WCCM XII & APCOM VI, Seoul, Korea, 24-29 July, 2016
16-2. 酒井幹夫, "粉体・混相流の数値シミュレーション~産業応用のためのマルチフィジックスシミュレータの開発~," 日本応用数理学会, ものづくり企業に役立つ応用数理手法の研究会, 第11回技術セミナー, 東京, Apr. 26 (2016)
16-1. M. Sakai, "How can the DEM be used in the simulations of industrial powder systems?," 化学工学会 国際シンポジウム -DECHEMA-SCEJジョイントセッション-, 第81年会, Osaka, Mar.13-15 (2016)