2008 Fiscal Year Annual Research Report
液滴生成時の界面分裂現象のスケーリング則とその遷移過程の解明
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18540367
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
本間 俊司 Saitama University, 理工学研究科, 准教授 (90219246)
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| Keywords | 液滴生成 / ジェット / スレンダージェット近似 / 界面追跡法 / スケーリング則 / ピンチオフ |
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| Research Abstract |
液滴が生成する現象は日常至るところで観察されるとともに、産業界においても非常に重要な役割を果たしている。液滴め生成に関しては、ジェットやシートの安定解析、カオス的挙動などの基礎的研究からスプレーやインクジェットなど応用研究に至るまで非常に多くの報告がある。一方、分裂点(ピンチオフ)近傍の界面のダイナミックスは、サテライト生成など液滴生成に関する非線形現象を根本的に理解するために近年非常に注目され、研究が急速に進展している。
本研究では液滴生成のメカニズムを解明するために、軸対称のジェットが分裂し液滴を生成する場合のピンチオフ近傍の界面運動のダイナミクスについて検討した。平成20年度は、応用問題としてジェットの周りを流体が平行して流れる状態を界面追跡法(フロントトラッキング)/有限差分法によるナビアーストークス解析コードで再現し、液滴の生成挙動を解析した。液滴の生成はドリッピングとジェッティングモードで異なり、それらモード間の遷移をウエーバー数およびキャピラリー数で整理できることを明らかにした。
本研究の成果は、プロセス強化に関する国際シンポジウム、アメリカ化学工学学年会、および日本混相流学会年会講演会2008にて口頭発表した。また、化学工学会の英文誌に投稿した結果、掲載可の判定で現在最終原稿を作成中である。
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