微小重力下における界面張力差駆動対流の機構とその制御に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650866
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 平田 彰 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00063610)
• Keywords: 微小重力 / 単結晶 / 融液成長 / マランゴニ対流 / 自然対流 / 数値解析 / 半導体 / 界面張力

Research Abstract

平成6年度においては、流体内部の速度及び温度の3次元測定技術の開発,および非定常流動,伝熱現象を解析しえる数値解析コードの開発を目的とし,そのために必要な実験及び解析を行った。特に常温流体を用いた実験では,振動流域において振動特性に及ぼす諸操作条件の影響を明らかにし,また半導体融液(低プラントル数流体)および常温流体(高プラントル数流体)を用いた実験では,数値解析と比較検討し,層流域における界面張力差駆動対流の定量化を行い,その結果,
(1)常温流体(高プラントル数流体)での振動流領域において,温度・速度振動の3次元構造に関して実験的検討を行い,流体物性値・操作条件が固有振動数,振動伝搬特性に及ぼす影響を明らかにした。
(2)特に層流から周期的振動流へ遷移する臨界条件として,液柱形状・液柱体積が重要であることを新たに見いだし,臨界条件に及ぼすこれらの影響を明らかにした。
(3)振動流領域においては,速度振動と温度振動は強い相関を有し,いずれも周期的な3次元構造を持つことを明らかにした。
(4)半導体融液(低プラントル数流体)および常温流体(高プラントル数流体)での層流域における融液自由表面速度の実測を行い,数値解析と比較検討することにより,流体物性値・操作条件が融液自由表面速度に及ぼす影響を明らかにした。