2019 Fiscal Year Annual Research Report
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17J06711
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
大貫 甫 東京農工大学, 大学院工学府, 特別研究員(DC1)
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2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | 流体力学 / 高粘度 / ピンチオフ / 非ニュートン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，二年目の課題であった「高粘度液滴量の制御」に注力した．液滴量は印刷物のクオリティを決定する重要なパラメータである．本研究では，射出された液体ジェットが千切れる（ピンチオフ）過程に着目した．飛翔する液体（液糸）のサイズに着目し，液糸の長さおよび粘度をパラメータとした液糸のピンチオフの有無を実験および数値計算を用いて調査した．その結果，液糸の長さによって液糸のピンチオフの有無が決定されることを示した．さらに，液糸の長さを代表長さとした無次元数（オーネゾルゲ数）により，ピンチオフの有無を記述可能であることを示唆した．加えて先細形状を有する液体ジェットにおいて国際共同研究を実施し，ジェットの生成から液滴形成までを記述可能な非粘性モデルを提案した．これより，先端から千切れる液滴のサイズおよび速度を予測できた．
さらに三年目の研究計画である「非ニュートン流体を用いた液滴射出・機能性液滴塗布」に関する実験を行なった．本年度では，非ニュートン性の中でも粘弾性液体を用い，粘弾性が液体ジェットの生成過程を，高速度カメラを用いて調査した．その結果，粘弾性液体を用いた場合，液体ジェット生成直後の速度はニュートン性流体に比べて速くなることがわかった．その後，粘弾性液体ジェットは急激に減速し，初期界面側へ引き戻されることを発見した．これに関して，粘弾性を考慮した物理モデルを導出し実験と良い一致を得た．さらに本技術の応用先拡大を図り，動物の血液と固体壁との衝突現象について調査を行なった．動物の血液と液体に赤血球を同程度の粒子を混ぜた模擬血液を用いた実験を行い，固体壁への衝突後の液滴飛散現象の違いを比較した．その結果，動物の血液と模擬血液とで液滴飛散現象が異なることがわかった．これより，液滴飛散現象において，血液の持つレオロジー特性が強く影響することが示唆された．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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