Interfacial Slip on Sheared Liquid Bridge

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15K05757
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Design engineering/Machine functional elements/Tribology
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: Tanaka Kentaro 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (60359693)
• Research Collaborator: Li Ga 東京海洋大学大学院, 海洋科学技術研究科 応用環境システム学専攻
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 液体架橋 / 毛管現象 / メニスカス / 摩擦 / 表面粗さ / 粒子法

Outline of Final Research Achievements

To reveal effects of an interfacial slip on frictional behavior of a sheared liquid meniscus bridge, experimental apparatus which can detect the interfacial wet precisely is developed. And, to analyze a mechanism of the interfacial slip, numerical simulator which can trace fluid dynamics with large deformation of liquid-air interface is developed.
The experimental apparatus with an interference fringe method allows precise detection of wet line, and measurement of contact angle of below 1 degree. The numerical simulator by using particle-based method allows simulation of shearing liquid bridge with large deformation.

Free Research Field

トライボロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

開発した実験装置と数値シミュレータは，ともに従来の方法では扱うことが難しかった対象を測定可能，解析可能にしたものである．干渉縞を利用した実験装置は，非常に薄い濡れ膜の濡れ界面位置の判定と非常に小さな接触角の同時測定を実現した．粒子法を利用した数値シミュレータは，従来の格子法に基づく計算手法では難しかった気液界面の大変形を伴う流動を解析可能とした．
研究の対象とした二面間に挟まれた液体架橋による摩擦メカニズムだけではなく，工業的にはより関心の高い流体潤滑の発展に寄与できる研究となった．たとえば，従来は測定・解析することが難しかった，油膜切れを伴う枯渇潤滑などを対象にできうる手法が得られた．