Elucidation of droplet collision and mixing dynamics by a microscopic approach

• Project/Area Number: 24K07320
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19010:Fluid engineering-related
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 吉野 正人 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00324228)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 賢太郎 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (40967163)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2024: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 液滴衝突 / 混合 / 格子ボルツマン法 / 高速度カメラ

Outline of Research at the Start

まず，高精度・高効率な計算手法の確立として，既存の自由表面格子ボルツマン法の改良を試みる．また，構築した計算手法を実装し，手法の妥当性検証を行った後，計算コードを並列計算用に拡張して大規模並列計算を実施する．次に，実験的アプローチとして液滴衝突を高速度カメラで撮影し，液滴の生成手法ならびに撮影条件などの妥当性を確認する．その後，これらの液滴に色の異なる染料を入れ，衝突・混合現象を高速度カラーカメラで撮影する．最後に，計算結果と実験結果を整理し，微視的観点から液滴衝突・混合現象メカニズムについて考察する．