2018 Fiscal Year Annual Research Report
Impingement of monodisperse droplet train and formed liquid film structure
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16K06073
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
真田 俊之 静岡大学, 工学部, 准教授 (50403978)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 液体侵入 / 音波 / 気液界面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度、当初の予想とは異なり、液滴列の制御によって侵入率が低下することが明らかになった。そのため、液滴列の制御のみならず、より複雑な圧力振動を印加させるために、音波を使用して水中にある気液界面の制御に挑戦し、微細孔への液体侵入促進について試みた。
まず、水中に設置された微細孔にトラップされた気体の固有振動数について、バネー質量系を用いたモデル化を行なった。質量としては孔中を移動する流体と孔から湧き出す流れをモデル化し、気体の圧縮による体積変化をバネとした際の比較から固有振動数を導いた。その結果、液滴列では侵入が困難だった１ミリメートル程度で高アスペクト比の微細孔では、数百ヘルツの固有振動数と見積もられた。次にこの見積もられた固有振動数の正当性について評価するために、水中スピーカーを用いて液体中で周波数の異なる音波を先端の封じられた微細孔へ照射し、界面振幅を調査した。その結果、概ね予測したモデル式と界面振幅が最大となる周波数が一致し、提案した固有振動数の正当性を示すことができた。
次に、音波を用いて微細孔への液体侵入促進について検討を行った。その結果、固有振動数付近の音波で確かに液体侵入が促進されること。またその侵入機構は昨年度までに明らかにされた液滴列照射と酷似していることが明らかにされた。一方で、液中での液体侵入では、気液界面からの液滴生成のみならず、孔付近での気泡生成も重要な要因であることが分かった。さらに、周波数掃引を用いることで、液体侵入がより促進されることが示された。
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Research Products
(3 results)
