| Project/Area Number |
23K26439
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| Project/Area Number (Other) |
23H01746 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
齋藤 泰洋 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50621033)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
城田 農 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (40423537)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2023: ¥13,390,000 (Direct Cost: ¥10,300,000、Indirect Cost: ¥3,090,000)
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| Keywords | クロスフロー / 非ニュートン性 / 分裂 / 不安定性 / 電気流体 / 不安定化 |
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| Outline of Research at the Start |
工業塗装における液体と気体のクロスフロー現象は液体特性，高速気流および電場が絡む複雑な現象であり，本研究ではクロスフロー中の液体と気体の界面である自由表面の非線形挙動の理論化を行い，特に自由表面の三次元的複雑性を追究する．また，液体が分裂するためのエネルギーを推算するとともに，数値解析により再構築し，液体と気体のクロスフロー中の非線形挙動の見える化を行う．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では気流・液流・電場を組み合わせた電場中の液体と気体のクロスフロー実験装置を新規作製する．弘前大学城田研究室および八戸工業大学大黒研究室に設置されている既往の電場中に液滴を滴下する実験装置を見学し，部材の選定し，非電場液流．気流の実験装置を製作した．また本装置に電場を付与する実験装置を組み込み，電場を与えられることを確認した．非電場中の液流のみの高速度カメラ撮影を実施し，撮影可能な液流ノズルの直径を決定した．液流の不安定化現象の実像を三次元的に捉えるために，模型を対象とした複数カメラによる撮影を行った．模型には立方体，円柱，屈曲した円柱および液体と気体のクロスフローを対象とした数値解析により得られた液流を3Dプリンターにより出力した三次元造形物を用いた．模型を対象とした複数のカメラ像から三次元復元する手法を確立し，撮影時のカメラ条件（配置角度，台数）を決定した．また，二次元断面を対象とした液流の先端到達距離および液流の太さを計測する画像処理法を確立した．数値解析として，非電場および電場中のニュートン流体と気体のクロスフローを対象とした行い，液流周りの渦度から不安定化の原因の解像を試みた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初は二次元的な評価のみの予定であったが，複数カメラにより模型の三次元復元が可能となったため
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| Strategy for Future Research Activity |
電場中における液体と気体のクロスフローを二次元断面での評価および三次元評価を行う．数値解析として電場中の非ニュートン流体の解析を評価する．
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