2020 Fiscal Year Annual Research Report
非ニュートン流体の微粒化現象および付着現象に関するプロセス解析
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18H01764
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
齋藤 泰洋 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50621033)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
城田 農 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (40423537)
松下 洋介 東北大学, 工学研究科, 准教授 (80431534)
青木 秀之 東北大学, 工学研究科, 教授 (40241533)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 微粒化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液体の微粒化現象および付着現象に着目し，実験および数値解析による移動現象の解明を試みた．本年度では，研究実施計画に基づき，「既存シミュレーション手法の高度化」，「非ニュートン流体の液滴衝突における経時変化観察」，「液柱分裂時の不安定構造の可視化」および「数値解析によるプロセスの理論化」に関する研究を実施した．
「既存シミュレーション手法の高度化」においては，九州大学情報基盤研究開発センターと共同研究を実施し，解析プログラムの改善方法を検討し，解析プログラムをより高速化を実施した．また，非ニュートン性粘度モデルとして，べき乗則に加えてCarreau-Yasudaモデルを導入し，解析精度の評価を行った．べき乗則モデルの場合と同様に検証問題の解析結果を再現できることを確認した．「非ニュートン流体の液滴衝突における経時変化観察」においては，液滴衝突時において衝突直後は慣性力支配であることから，非ニュートン性の影響が小さいものの，一度広がる前後において非ニュートン性をもつ液体の挙動がニュートン流体と異なることを示し，非ニュートン性が液滴の挙動に及ぼすのは，最大に広がった後から安定するまでの段階であった．「液柱分裂時の不安定構造の可視化」においては，運動量流束比がほぼ等しい条件で，ニュートン流体と比較して非ニュートン流体の場合のほうが液柱は大きく湾曲し，粘度の大きさあるいは液体の非ニュートン性による影響が大きいことを示した．「数値解析によるプロセスの理論化」においては，みかけ粘度が比較的に小さい場合，液体の非ニュートン性が液柱の軌跡のばらつきに影響を及ぼし，みかけ粘度が比較的に大きい場合，液体の非ニュートン性は液柱の先端到達距離に影響を及ぼすことを示した．
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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