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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)

  • X. Sun, M. Sakai, "A liquid bridge model for spherical particles applicable to asymmetric configurations," Chem. Eng. Sci., 182, 28-43 (2018) paper
  • 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. (in press)
  • K. Yokoi, M. Fruichi, M. Sakai, "An efficient multi-dimensional implementation of VSIAM3 and its applications to free surface flows," Phys. Fluids, 29, 121611 (2017)
  • H. Udono, M. Sakai, "A numerical study on dynamic inertial focusing of microparticles in a confined flow," Granular Matter, 19, 79 (2017) paper
  • 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, 161-169 (2017) paper
  • 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, 063301 (2016) paper
  • 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, 635-645 (2016) paper
  • G. Basinskas, M. Sakai, "Numerical study of the mixing efficiency of a batch mixer using the discrete element method," Powder Technol., 301, 815-829 (2016) paper
  • 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, 652-660 (2016)
  • G. Basinskas, M. Sakai, "Numerical study of the mixing efficiency of a ribbon mixer using the discrete element method," Powder Technol., 287, 380-394 (2016) paper
  • M. Sakai, "How should the discrete element method be applied in industrial systems?: A review," KONA Powder and Particle Journal, 33, 169-178 (2016) paper(j-stage) (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, 221-240 (2016) paper [Top25 Hottest Articles October to December 2015]
  • Y. Tsunazawa, Y. Shigeto, C. Tokoro, M. Sakai, "Numerical simulation of industrial die filling using the discrete element method," Chem. Eng. Sci., 138, 791-809 (2015) paper
  • X. Sun, M. Sakai, "Three-dimensional simulation of gas-solid-liquid flows using the DEM-VOF method," Chem. Eng. Sci., 134, 531-548 (2015) paper
  • M. Sakai, Y. Shigeto, G. Basinskas, A. Hosokawa, M. Fuji, "Discrete element simulation for the evaluation of solid mixing in an industrial blender," Chem. Eng. J., 279, 821-839 (2015) paper
  • J.R. Percival, D. Pavlidis, Z. Xie, J.L Gomes, M. Sakai, Y. Shigeto, H. Takahashi, O.K Matar, C.C. Pain, "Control volume finite element modelling of segregation of sand and granular flows in fluidized beds," Int. J. Multiphase Flow, 67, 191-199 (2014)
  • X. Sun, M. Sakai, M-T. Sakai, Y. Yamada, "A Lagrangian-Lagrangian coupled method for three-dimensional solid-liquid flows involving free surfaces in a rotating cylindrical tank," Chem. Eng. J., 246, 122-141 (2014) paper
  • M. Sakai, M. Abe, Y. Shigeto, S. Mizutani, H. Takahashi, A. Vire, J.R. Percival, J. Xiang, C.C. Pain, "Verification and validation of a coarse grain model of the DEM in a bubbling fluidized bed," Chem. Eng. J., 244, 33-43 (2014) paper
  • K. Shibata, S. Koshizuka, M. Sakai, K. Tanizawa, S. Ota, "Numerical analysis of acceleration of a free-fall lifeboat using the MPS method," Int. J. Offshore Polar. Eng., 23, 279-285 (2013)
  • Y. Shigeto, M. Sakai, "Arbitrary-shaped wall boundary modeling based on signed distance functions for granular flow simulations," Chem. Eng. J., 231, 464-476 (2013) paper
  • X. Sun, M. Sakai, Y. Yamada, "Three-dimensional simulation of a solid-liquid flow by the DEM-SPH method," J. Comput. Phys., 248, 147-176 (2013) [Top25 Hottest Articles January to March 2013; April to June 2013; July to September 2013; October to December 2013; January to December 2013 full year]
  • Y. Yamada, M. Sakai, "Lagrangian-Lagrangian simulations of solid-liquid flows in a bead mill," Powder Technol., 239, 105-114 (2013)


4. 混相流の数値シミュレーション “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)

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
シンポジウム賞 (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 (Udono) 2017年
17-5. MMPE 2017 Outstanding Poster Presentaion Award (Mori) 2017年
17-4. KONA Powder and Particle Journal 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
15-7. ASNFC2015 Best Student Presentation Award (Takabatake) 2015年
15-6. 化学工学会 第21回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
15-5. 化学工学会 第21回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
15-4. 化学工学会 群馬大会学生賞(特別賞)(高畑) 2015年
15-3. 日本粉体工業技術協会 東京国際粉体工業展賞 2015年
15-2. 化学工学会 第80回本部大会学生賞(銅賞)(孫) 2015年
15-1. ホソカワ粉体工学振興財団 研究者育成事業(境)2015年
14-4. 化学工学会 新潟大会学生賞(銀賞)(孫) 2014年
14-3. 化学工学会 粒子・流体プロセス部会 フロンティア賞 2014年
14-2. 化学工学会 粒子・流体プロセス部会 プレゼンテーション賞(孫) 2014年
14-1. WCPT-7 Particuology Poster Award(Basinskas) 2014年
13-3. 日本混相流学会 学生優秀講演賞(茂渡) 2013年
13-2. 化学工学会 第19回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
13-1. 化学工学会 粒子・流体プロセス部会 プレゼンテーション賞(孫) 2013年

Plenary/Keynote/Invited lectures (Recent 5 years)

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)
15-10. 酒井幹夫, "革新的粉体・混相流シミュレータの開発と産業応用," 第21回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム 受賞講演, Kitakyushu, Japan, Dec. 10-11 (2015)
15-9. 酒井幹夫, "食品・製薬・化学業界に役立つ固気液三相流シミュレーションの応用と展開," SBDソリューションカンファレンス2015, Tokyo, Nov. 6 (2015)
15-8. 酒井幹夫, "未来を拓く粉体シミュレーション技術," KKE Vision 2015, Tokyo, Oct. 29 (2015)
15-7. 酒井幹夫, "最先端混相流シミュレーション技術の粉体プロセスへの応用," 24th Nisshin Engineering Particle Technology International Seminar, Tokyo, Oct. 30 (2015)
15-6. 酒井幹夫, "よくわかる!粉体シミュレーションの最新技術," 粉体工業展大阪2015, 最新情報フォーラム, Oct. 14-16, Osaka (2015)
15-5. M. SAKAI, "Advanced Modeling of Granular and Multiphase Flows in Industrial Processes," 6th Asian Particle Technology Symposium (APT2015), 2015, Seoul, Korea
15-4. M. Sakai, "Development of the XEL method for granular and multi-phase flows," 6th International Conference on Computational Methods (ICCM2015), 14-17 July 2015 Auckland, New Zealand
15-3. M. SAKAI, "State-of-the-art modeling of industrial powder processes," The Seventh pan-European QbD and PAT Science Conference (EuPAT 7), 2015, Graz, Austria
15-2. M. Sakai, "How can we apply the DEM in industrial powder systems?," 8th International Conference for Conveying and Handling of Particulate Solids, 2015, Tel Aviv, Israel
15-1. Y. Shigeto, M. Sakai, "Arbitrary-shaped wall boundary modeling based on signed distance functions for granular flow simulations" 粒子・流体プロセス部会 部会セミナー フロンティア賞受賞講演, 2015, Tokyo
14-8. 酒井幹夫, "最先端粉体シミュレーション技術," 最新情報フォーラム 粉体シミュレーション, 国際粉体工業展東京2014, 2014, Tokyo
14-7. 酒井幹夫, "どうしたら1台のPCで産業体系の粉体シミュレーションを実行できるのか?," SBDソリューションカンファレンス2014, 2014, Tokyo
14-6. M. Sakai, Y. Shigeto, "Advanced multi-physics modeling for industrial powder processes," 2nd International Symposium on Multiscale Multiphase Process Engineering, 2014, Hamburg, Germany
14-5. 酒井幹夫, "粉体が係わる混相流の数値シミュレーション," 第45回Continuing Educationシリーズ講習会「混相流シミュレーション」, 2014, Tokyo
14-4. 酒井幹夫, "医薬品製造プロセスにおけるシミュレーション技術の応用 粉(こな)のシミュレーション、その魅力," 【IPJ-7】 製剤技術の新潮流 動き出す製造技術イノベーション, 2014, Tokyo
14-3. 酒井幹夫, "産業の粉体プロセスの数値シミュレーションを1台のPCで実行する方法はあるのか?," 日本食品工学会春季講演会/FOOMA食品工学会フォーラム, 2014, Tokyo
14-2. 酒井幹夫, "どうしたら粉体が係るマルチフィジックスシミュレーションを1台のPCで実行できるのか?," 資源・素材学会 春季大会, 2014, Tokyo
14-1. 酒井幹夫, "粉体が係わるマルチフィジックスシミュレーション技術とその産業応用,” 22nd Nisshin Engineering Particle Technology International Seminar, 2014, Tokyo
13-4. M. Sakai, "How can we perform multi-physics simulations in industrial powder processes?," APCOM2013 and ISCM2013, 2013, Singapore
13-3. J.R. Percival, J.L.M.A. Gomes, O.K. Matar, D. Pavlidis, Z. Xie, M. Sakai, C.C. Pain, "A mesh-adaptive, Eulerian-Eulerian fluidized bed model with balanced finite element control volume methods applied to analyze particle size scaling laws,” APCOM2013 and ISCM2013, 2013, Singapore
13-2. 酒井幹夫, "粉体シミュレーションの最新技術 ?大規模化・高速化・任意壁面形状に関するモデリング?," 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 熱物質流体工学セミナー2013, 2013, Okayama
13-1. 酒井幹夫, "粉体が係わるマルチフィジックスシミュレーションの現状・展望," 化学工学会第45回秋季大会, 2013, Okayama