Bubble chain stability and bubble cluster

• Project/Area Number: 24K00801
• 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: Shizuoka University
• Principal Investigator: 真田 俊之 静岡大学, 工学部, 教授 (50403978)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水嶋 祐基 静岡大学, 工学部, 准教授 (30844716) ; 楠野 宏明 関西大学, システム理工学部, 助教 (90966029)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2026: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2025: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2024: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
• Keywords: 気泡 / 揚力 / 界面活性剤 / 気泡間相互作用 / 変形

Outline of Research at the Start

炭酸飲料内の気泡は、通常均等に分散して上昇するが、シャンパンの場合、気泡は列をなして上昇する。また気泡流中では気泡が局所的に集結するクラスターを形成する場合がある。このクラスターは乱流境界層内での大規模渦構造の変調、さらには摩擦抵抗低減を発現するため、その形成機構の解明が求められているが、相互作用が存在する最小単位である二気泡間の相互作用モデルのみでは、これを説明できない。本研究は、気泡径と発生頻度を独立に制御可能な実験と、境界層を考慮した複数の変形可能な気泡を取り扱う数値解析手法を用いて、気泡列の特徴的な構造の形成機構を解明し、新たな気泡間相互作用モデルを提案する。