• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

ナノバブルの生成と消滅機構の分子動力学的研究

Research Project

Project/Area Number 16656074
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Thermal engineering
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

鶴田 隆治  九州工業大学, 工学部, 教授 (30172068)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Keywordsナノバブル / 分子動力学シミュレーション / 計算物理 / マイクロ・ナノデバイス / 界面エネルギー / 表面・界面物性 / 熱工学 / 流体工学 / 3相界面 / 濡れ性 / Young-Laplace式 / 界面構造 / 核生成理論 / 接触角度
Research Abstract

物理現象の素過程を解明するに有効な解析ツールである分子動力学シミュレーションを用いて,準平衡状態にある単純分子アルゴンおよび多原子分子水のナノバブルの生成と消滅機構について検討した.まず,三次元計算系に対する分子動力学シミュレーションによりナノバブルを発生させ,その界面構造を観察するとともにYoung-Laplaceの式の適応について検討をした.その結果,Young-Laplaceの式ならびに古典的核生成理論はナノバブルへの適応は妥当ではないことが分かった.次いで,ナノバブルが存在できる気液界面の力学平衡条件を探るために,周囲流体,特に液体側の界面構造に着目し,気泡の生成過程または平衡状態において,気液界面における界面構造と圧力・温度挙動を解析した.また,極座標解析を行い,ナノバブルの半径方向における気泡周りの数密度分布と力分布を求めた.さらには,強制的に外圧を加えた際のナノバブルの消滅過程を調べた.以上の解析結果より,ナノバブルの気液界面層において,分子が平衡状態よりも周期的に変化する大きな力を受け,気泡界面層の位置の遷移とともに界面層近傍の構造が気泡挙動と強く関連していることが分かった.すなわち,気泡外部の液体分子からの分子間力によって気液界面をつくるためのエネルギーが供給され,球形の気泡界面が形成・維持されていると考えられる.また,水分子においては,ナノバブルの界面は配向により負に帯電することを見出した.

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2005 2004

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] A Molecular Dynamics Study on Interface Force Balance of Nanobubble2005

    • Author(s)
      Gyoko Nagayama, Takaharu Tsuruta, Kazumichi Ogusa
    • Journal Title

      Proceedings of the 4th International Conference on Computational Heat and Mass Transfer

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] ナノバブルの界面構造の分子動力学解析2005

    • Author(s)
      鶴田隆治, 長山暁子, 小草和道
    • Journal Title

      第42回日本伝熱シンポジウム講演論文集 I

      Pages: 59-60

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 水のナノバブルの分子動力学解析2005

    • Author(s)
      住吉宏介, 鶴田隆治, 長山暁子
    • Journal Title

      第18回計算力学講演会講演論文集

      Pages: 45-46

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Molecular Dynamics Study on Interface Force Balance of Nanobubblle2005

    • Author(s)
      Gyoko Nagayama, Takaharu Tsuruta, Kazumichi Ogusa
    • Journal Title

      Proceedings of the Fourth International Conference on Computational Heat and Mass Transfer (発表予定)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] ナノ流動に伴う気泡生成機構の分子動力学シミュレーション2004

    • Author(s)
      長山暁子, 鶴田隆治
    • Journal Title

      第41回日本伝熱シンポジウム講演論文集 Vol.3

      Pages: 599-600

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] ナノバブルの生成と圧力挙動に関する分子動力学的研究2004

    • Author(s)
      小草和道, 鶴田隆治, 長山暁子
    • Journal Title

      第17回計算力学講演会講演論文集

      Pages: 527-528

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi