気泡運動に及ぼす内部現象の影響

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03452121
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 松本 洋一郎 東京大学, 工学部, 教授 (60111473)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 市川 保正 東京大学, 工学部, 助手 (40134473) ; 川田 達雄 東京大学, 工学部, 助手 (00010851) ; 大橋 秀雄 工学院大学, 教授 (90010678)
• Keywords: 気泡力学 / 数値解析 / 内部現象

Research Abstract

本年度は、前年度に引き続き実験を行った。実験は大きく二つ行い、一つは、光散乱法を用いて周囲圧力が変化した際の気泡径変化の測定実験を行い、もう一つは、膨張した気泡が崩壊する際に気泡内から放射される光を捕らえる実験を行った。さらに、様々な条件での気泡径変化測定実験の結果と実験条件に合わせた数値計算結果との比較を行い、気泡径変化と最大気泡径及び崩壊の時刻に関して、数値計算結果が実験結果と良く一致した。一方、放射光測定実験では、光散乱法では捕らえられない崩壊時の気泡の状態を検討するために、気泡内に化学量論比分のアセチレンを混入させ、気泡内で燃焼反応を起こさせ、その際放射される光を捕らえた。数値計算との比較において、気泡が崩壊する時刻と実験による放射時刻がほぼ一致した。また、アセチレンの燃焼反応における着火遅れ時間を表す実験式を計算結果に対して適用し、実験結果において放射光を捕らえた条件では、数値解析により、燃焼反応を予測することができた。さらに、他のモデルを用いて計算した結果では、完全には反応が起こることを予測できず、気泡崩壊時の運動を解析するためには、気泡内で起こる輸送現象を考慮することが、重要であることがわかり、本数値解析の精度が確認された。また、本数値解析において方程式の項の大きさなどを検討し、簡潔化した気泡運動の計算モデルを構築した。このモデルを、気液二相流動現象への応用として気泡流中の衝撃波の伝播の解析に適用した。その結果、気泡運動における熱拡散が、衝撃波の波形に大きく影響を及ぼすことがわかった。

Research Products

• [Publications] 松本,竹村: "気泡運動に対する内部現象の影響 第一報" 日本機械学会論文集. 58-547B. 645-652 (1992)
• [Publications] 竹村,松本: "気泡運動に対する内部現象の影響 第二報" 日本機械学会論文集. 58-551B. 2060-2067 (1992)