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2008 Fiscal Year Annual Research Report

マイクロスケールとマイクログラビティへの適用を目指したマランゴ二対流の研究

Research Project

Project/Area Number 17360101
Research InstitutionTokyo University of Science, Suwa

Principal Investigator

河村 洋  Tokyo University of Science, Suwa, システム工学部, 教授 (80204783)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 上野 一郎  東京理科大学, 理工学部, 講師 (40318209)
Keywords熱工学 / 表面張力 / マランゴニ対流 / マイクロ・ナノデバイス / 微小重力
Research Abstract

今年度は,マランゴニ対流現象をより的確に調べるため,重力の影響を排除したマイクログラビティ実験が可能となる宇宙ステーションでの実験を実施することが出来た.国際宇宙ステーション日本実験棟「きぼう」では,今年度から科学実験の供用が開始されたが,我々の実験は,「きぼう」における最初の科学実験として実施され,テレビ,新聞などの各種メディアにも広く報道された.実験では,液柱内に発生する温度差マランゴニ対流を観測し,とくに地上では実験が出来ない長い液柱(長さ60mm)を形成して,振動流への遷移条件や,表面を伝播する温度波を観測することに成功した.これらは,世界的にも初めての成果であり,本研究代表者が主催して世界の専門家を集めて開催した国際会議IMA4(International Marangoni Association4)において発表し,国際的にも非常に高い評価を得た.
実験の過程で液柱が分離し,直径30mmの半球状の液滴が形成されたので,これを用いて液滴と固体面の再付着実験を実施した.結果は,地上実験から得られていたスケーリング則の予測に反し,温度差を付加しても,直ちに固体面に再付着するという結果が得られた.この現象は,表面張力支配下における固体面の再浸潤問題として,地上におけるマイクロスケール液滴の挙動の解明に,重要な情報を与え得るものとなった.
今年度は,当該課題の最終年度であったが,宇宙におけるマイクログラビティ実験を実施することが出来,科学的にも,宇宙実験技術としても,貴重な結果を得て,終了することが出来た.

  • Research Products

    (18 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] マランゴニ効果を用いたナノリツトル液滴の体積制御で2008

    • Author(s)
      植村豪, 河村洋
    • Journal Title

      Thermal Science & Engineering Vol. 16 No. 2

      Pages: 63-70

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] フルゾーン液柱内温度差マランゴニ対流の研究2008

    • Author(s)
      橘優貴, 河村洋
    • Journal Title

      日本伝熱シンポジウム講演論文集 Vol. I

      Pages: 149-150

  • [Journal Article] 周囲気体への熱伝達を考慮した液柱内マランゴニ対流の研究-宇宙ステーション実験のための地上予備実験(2)-2008

    • Author(s)
      高田良平, 河村洋
    • Journal Title

      日本伝熱シンポジウム講演論文集 Vol. II

      Pages: 471-472

  • [Journal Article] 液柱内温度差マランゴニ対流における液柱径の影響-宇宙ステーション実験のための地上予備実験(1)-2008

    • Author(s)
      廣川清文, 河村 洋
    • Journal Title

      日本伝熱シンポジウム講演論文集 Vol. II

      Pages: 469-470

  • [Journal Article] Nano/pico liter droplet formation by using small pindispensing2008

    • Author(s)
      Suguru Uemura, Hiroshi Kawamura
    • Journal Title

      Proceedings of the 2nd International Forum on Heat Transfer

      Pages: 87

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microgravity Experiment on Transition to Oscillatory Thermocapillary Flow in Liquid Bridge of High Prandtl Number Fluid onboard the ISS2008

    • Author(s)
      S. Matsumoto, Y. Kamotani, K. Nishino, H. Kawamura, M. Kawaji, M. Ohnishi, N. Imaishi, A. Koiniya, S. Yoda
    • Journal Title

      Proc. of 26th ISTS

      Pages: 6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Ambient Heat Loss on Thermocapillary Convec-tion in a Half-zone Liquid Bridge2008

    • Author(s)
      R. Takada, H. Kawamura
    • Journal Title

      Abstract of IMA4(The 4th International Marangoni Association Conf. )

      Pages: 43-44

  • [Journal Article] Thermocapillary effect on nano liter droplet formation2008

    • Author(s)
      S. Uemura, H. Kawamura
    • Journal Title

      Abstract of IMA4(The 4th International Marangoni Association Conf. )

      Pages: 9

  • [Journal Article] Effect of Volume Ratio and Diameter on Thermocapillary Convection in a Half-zone Liquid Bridge2008

    • Author(s)
      K. Hirokawa, H. Kawamura
    • Journal Title

      Abstract of IMA4(The 4th International Marangoni Association Conf. )

      Pages: 16

  • [Journal Article] Report on a microgravity experiment of Marangoni convection in a liquid ridge using the test facility “Kibo"on the International Space Station2008

    • Author(s)
      H. Kawamura, K. Nishino, M. Ohnishi, I. Ueno, S. Matsumoto
    • Journal Title

      Abstract of IMA4(The 4th International Marangoni Association Conf. )

      Pages: 41-42

  • [Journal Article] A Study of Thermocapillary Convection in a Full-zone Liquid Bridge2008

    • Author(s)
      Y. Tachibana, H. Kawamura
    • Journal Title

      Abstract of IMA4(The 4th International Marangoni Association Conf. )

      Pages: 57

  • [Journal Article] 「きぼう」における流体物理実験2008

    • Author(s)
      河村洋, 西野耕一, 大西充, 上野 一郎
    • Journal Title

      第52回宇宙科学技術連合講演会アブストラクト集

      Pages: 181

  • [Presentation] 宇宙ステーション実験棟「きぼう」における科学実験の開始2009

    • Author(s)
      河村 洋
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2009-03-12
  • [Presentation] 「きぼう」での流体物理実験 -マランゴニ対流におけるカオス・乱流とその遷移過程-2009

    • Author(s)
      河村洋, 西野耕一, 大西充, 上野一郎
    • Organizer
      宇宙利用シンポジウム(第25回)
    • Place of Presentation
      宇宙航空研究開発機構・相模原キャンパス
    • Year and Date
      2009-01-14
  • [Presentation] 液柱内温度差マランゴニ対流における液柱径の対流場に及ぼす影響(国際宇宙ステーションで行う流体物理実験)2008

    • Author(s)
      廣川 清文, 河村 洋
    • Organizer
      TASMAC-23
    • Place of Presentation
      京大
    • Year and Date
      20081125-20081126
  • [Presentation] 宇宙ステーション実験棟「きぼう」におけるマランゴニ対流実験2008

    • Author(s)
      河村 洋
    • Organizer
      JASMAC-23
    • Place of Presentation
      京大
    • Year and Date
      2008-11-25
  • [Presentation] 国際宇宙ステーションで行う流体物理実験に向けて2008

    • Author(s)
      廣川清文, 高田良平, 橘優貴, 河村洋, 西野耕一, 大西充, 上野一郎, 松本聡
    • Organizer
      計算科学フロンティアフォーラム
    • Place of Presentation
      東京ガーデンパレス(お茶の水)
    • Year and Date
      2008-09-09
  • [Remarks]

    • URL

      http://murasun.me.noda.tus.ac.jp/

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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