2016 Fiscal Year Research-status Report
不均質音速理論とベンチュリ管実験の融合による「高濃度・気泡流音響学」の開拓
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16K18008
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
金川 哲也 筑波大学, システム情報系, 助教 (80726307)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マイクロバブル / ベンリュリ管 / 縮小拡大管 / 音速 / 気泡流 / 均質流モデル / 混合体モデル / 非線形音響学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
気泡流のボイド率（気相の体積分率）が概ね10%を超えるとき、音速の理論値と実験値が乖離することが、最近発見された(金川ら, 機論B, 2010; 上澤ら, 混相流, 2014)。そのような濃度の高ボイド率気泡流に対するニーズは、たとえばマイクロバブルを用いた洗浄技術開発(新井ら, 混相流, 2016)といった応用上の観点からも高まりつつある。本研究の目的は、上述の乖離が「なぜ？」生ずるのかを明らかにし、これまでにない高ボイド率気泡流を工学応用に資するための新たな理論体系「高濃度・気泡流音響学」を創成することにある。
初年度は、主に実験的観点からの研究を遂行した。ベンチュリ管（縮小・拡大管）内を伝播する圧力波の局所的なボイド率および音速を計測し、管内の流れに多大な影響を及ぼす気泡崩壊現象の可視化観測を行った。その結果、ボイド率が大きくなるにつれて、気泡流の平均化モデルに基づく音速の理論式の適用限界が示唆された。この結果を受けて、現在、理論的観点から、音速のモデルの検討を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度は、実験的手法を主体として、概ね申請書に記載のとおりに研究を遂行できた。とくに、広範のボイド率に対する音速の計測値を網羅的に整備できたことは、次年度の主たる計画である、不均質性の大きな気泡流に対する音速の理論構築を遂行するにあたって十分なものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．初年度に遂行した実験の精度を高める。
２．上記１を受けて、気泡数密度の不均質性の大きな気泡流中に対する音速の新たなモデル式を導出する。
３．上記２で構築した理論の実験的検証を行う。
４．上記１、２、３の融合によって、研究を総括する。
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| Causes of Carryover |
蓄積された成果の公表（学会発表および論文投稿）が遅れているため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
１．初年度の成果公表に充てる（学会参加費・旅費および論文投稿・掲載料）。
２．次年度の研究遂行のための物品および消耗品の購入に充てる。
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