初生制御による気泡の成長競争と集団運動の力学解明

• Project/Area Number: 24K00799
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19010:Fluid engineering-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡村 友昭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40777736)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高木 周 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30272371) ; 杉山 和靖 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (50466786) ; 高比良 裕之 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (80206870) ; 原田 周作 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (80315168)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2026: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2025: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2024: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
• Keywords: 混相流 / 気泡 / 多体干渉 / 集団性 / 溶解

Outline of Research at the Start

大気中二酸化炭素の地層貯留は脱炭素社会の実現に必要不可欠である．自然災害による貯留二酸化炭素の漏出を最悪事態として，事故時の環境リスクを事前評価する必要がある．加圧溶解状態から解放された二酸化炭素は発泡し，これに伴う急激な体積変化が想定される．しかし，ガス過飽和水の発泡現象と数理的な理解不足により，環境リスクの評価は現状では限定的である．本研究はガス過飽和水の発泡に着目し，発泡の成長の力学モデルを構築することを最終目標とする．気液界面を跨ぐ物質拡散のマルチスケール輸送現象を記述し，発泡に伴う爆発的流動の発生原因を説明する．