Elucidation of interaction between plasma and gas-liquid interfacial dynamics by multiphase electromagnetic fluid simulation

• Project/Area Number: 25K17537
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 19010:Fluid engineering-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 杉本 真 東北大学, 工学研究科, 助教 (60966852)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2026: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: プラズマ / 溶接 / 気液混相流 / 格子ボルツマン法 / フェーズフィールドモデル

Outline of Research at the Start

本研究では，アーク放電中の電極間に作用する三次元的な電磁気力分布を高精度に再現可能な数値シミュレーション手法を開発し，熱によって溶融した電極表面の変形と電磁気力分布の相互作用の解明を行う．さらに，開発した手法を用いてTIG (Tungsten Inert Gas)溶接プロセス中におけるタングステン電極の溶融・飛散現象の電磁流体力学的メカニズムを解明する．これにより，溶接電極の長寿命化や溶接品質の向上などに資することができる．