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Instabilities of a sheet jet in an electric field and application of the jet to forming a thin membrane

Research Project

Project/Area Number 16K06082
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionDoshisha University (2018-2019)
Osaka University (2016-2017)

Principal Investigator

Yoshinaga Takao  同志社大学, 研究開発推進機構, 嘱託研究員 (40158481)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords平面ジェット / 表面張力 / 静電場 / 非線形 / 不安定 / 液体ジェット / 不安定性 / 誘電率 / 電気伝導性 / 電気流体力学 / 表面界面物性 / 液体シート
Outline of Final Research Achievements

When a sheet jet emanating from a slit nozzle is flowing between two parallel planar walls with a weak conductivity along which an electric field is applied, behavior of the jet is investigated theoretically and numerically. In particular, the behavior is shown to be largely depending upon both liquid parameters such as viscosity and surface tension and electric parameters such as conductivity and permittivity. Jet equations are derived theoretically under a thin membrane approximation and linear instabilities are shown for the parameters. On the basis of these results, initial and boundary value problems are numerically solved and some parameter region in which the jet is reduced downward to be a thin membrane is clarified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

液膜の工業的な応用として,上方のスリットノズルから下方の被塗装物体に薄い液膜状の塗装液を落下させるカーテンフローコーティングが古くから知られている.しかし,液膜が途中で切れたり気泡などが混じる問題があり,液膜薄さや落下速度のコントロールなどこれまでいろいろ研究されてきた.本研究ではこのような問題の新しい解決方法として,静電場による安定な液体の薄膜の形成について提案し,解析的にそのような安定で薄い液膜形成のためのパラメータとその領域を明らかにした.

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Instabilities of a liquid column jet in a surrounding gas flowing through a coaxial cylindrical sheath2020

    • Author(s)
      Yoshinaga Takao
    • Journal Title

      Fluid Dynamics Research

      Volume: 52 Issue: 4 Pages: 145502-145502

    • DOI

      10.1088/1873-7005/ab9a9e

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 静電場でノズルから噴出する平面ジェット先端部の形状2019

    • Author(s)
      吉永隆夫
    • Journal Title

      京都大学数理解析研究所講究録

      Volume: 2128 Pages: 50-57

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Linear instabilities of a planar liquid sheet in a static electric field for intermediate relaxation and convection of surface charges2018

    • Author(s)
      Yoshinaga Takao
    • Journal Title

      Fluid Dynamics Research

      Volume: 50 Issue: 2 Pages: 025513-025513

    • DOI

      10.1088/1873-7005/aaa3ca

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Breakup modes of a planar liquid jet in a static electric field2018

    • Author(s)
      Yoshinaga Takao、Okamoto Mitsuhiro
    • Journal Title

      Fluid Dynamics Research

      Volume: 50 Issue: 4 Pages: 045510-045510

    • DOI

      10.1088/1873-7005/aac7be

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 同軸円筒内を流れる流体ジェットの安定性2018

    • Author(s)
      吉永隆夫
    • Journal Title

      京都大学数理解析研究所講究録

      Volume: 2076 Pages: 238-246

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Journal Article] 静電場中での平面ジェットの線形安定性2017

    • Author(s)
      吉永隆夫
    • Journal Title

      京都大学数理解析研究所講究録

      Volume: 2034 Pages: 72-79

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      2017 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 静電場中での液体ジェットの安定性と崩壊(III)2016

    • Author(s)
      吉永隆夫,岡本充弘
    • Journal Title

      京都大学数理解析研究所講究録

      Volume: 1989 Pages: 214-218

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      2016 Research-status Report
    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 高ウェバー数での平面液体ジェットの破断2019

    • Author(s)
      吉永隆夫
    • Organizer
      日本流体力学会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 同軸円筒内での周囲流体を含む液体ジェットの 安定性2019

    • Author(s)
      吉永隆夫
    • Organizer
      日本物理学会
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  • [Presentation] 一様な静電場中での液体円柱の変形2018

    • Author(s)
      吉永隆夫
    • Organizer
      日本物理学会年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 静電場中でノズルから噴出するジェットの振る舞い2018

    • Author(s)
      吉永隆夫
    • Organizer
      日本流体力学会
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  • [Presentation] 液体ジェットの臨界ミセル濃度近傍での液滴形成2017

    • Author(s)
      吉永隆夫,松田拓也
    • Organizer
      日本物理学会年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 同軸円筒内を流れる液体ジェットにおける不安定モードの遷移2017

    • Author(s)
      吉永隆夫
    • Organizer
      日本流体力学会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 同軸円筒内を流れる流体ジェットの安定性2017

    • Author(s)
      吉永隆夫
    • Organizer
      京都大学数理解析研究所研究集会(非線形波動現象の数理とその応用)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 静電場中での平面液体ジェットの線形安定性2016

    • Author(s)
      吉永 隆夫
    • Organizer
      非線形波動現象の数理とその応用(RIMS研究集会, 代表:村重,片岡)
    • Place of Presentation
      京都大学数理解析研究所(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-10-12
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 円柱ジェットによる液滴形成に及ぼす界面活性剤の影響2016

    • Author(s)
      松田拓也,吉永隆夫
    • Organizer
      日本流体力学会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-09-26
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 静電場中での平面液体ジェットの安定化2016

    • Author(s)
      吉永隆夫,縁田怜史
    • Organizer
      日本流体力学会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-09-26
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 静電場中での平面液体ジェットの線形安定性2016

    • Author(s)
      吉永隆夫,縁田怜史
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Prediction and Optimum Size and Volume Ratio of Potatoes in Boiling Process for Ecological and Energy Saving Cooking2016

    • Author(s)
      T.Hara and T.Yoshinaga
    • Organizer
      XXIII IFHE World Congress
    • Place of Presentation
      デジョン,韓国
    • Year and Date
      2016-08-02
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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