2017 Fiscal Year Annual Research Report
Proposal of numerical simulation for film formation in spray painting
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16K18274
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
齋藤 泰洋 東北大学, 工学研究科, 助教 (50621033)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 噴霧塗装 / 自由表面解析 / VOF法 / 液滴 / 衝突 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高速回転ベルカップ噴霧塗装機を用いた噴霧塗装において塗料がターゲットに付着する塗着プロセスにおける移動現象の理論的な解明を行うため，VOF法解析の拡張をさらに行った．VOF法解析では，VOF関数から密度や粘度を推算する必要があり，密度を推算する際には算術平均が用いられているが，粘度に関してはその計算方法は統一されていない．そこで本研究では，二流体の粘度の算術平均，二流体の動粘度が調和平均となるよう粘度を計算する方法，算術平均と調和平均をブレンドする方法および本研究で提案する動粘度の算術平均と動粘度の調和平均をブレンドする方法により得られた解析結果を比較し，本研究で提案した手法が現象をより適切に表現可能であることを示した．また，昨年度実施した噴霧粒子の単一液滴の衝突解析に加えて複数の液滴として2つの液滴を対象とした解析を実施した．粒径の大きさが等しい2つの液滴の間の距離を変えて壁面に衝突させた．壁面への衝突後に液膜が広がり，液膜同士が衝突することにより液が隆起した．液滴間の距離が増加するのに伴って隆起した液の量が減少していることがわかる．これは，液滴間の距離が大きいほど液膜が大きく広がった状態で液膜同士が衝突するためであり，衝突地点における液の運動量が小さいために隆起した液の量が少なかったと考える．また，静電噴霧塗装では電場による影響の結果として液滴の変形が考えられるため，楕円型の液滴の衝突を解析し，液滴の形状によって解析結果が異なることを示した．
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