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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Investigation on flow property and flow-induced structure of worm-like micelle surfactant solutions in abrupt contraction and expansion flows

Research Project

Project/Area Number 19K04191
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

牛田 晃臣  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (10582976)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 大祐  新潟大学, 研究推進機構, 助教 (70778703)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords界面活性剤水溶液 / 紐状ミセル / 流動特性 / 流動誘起構造 / 急縮小急拡大流れ
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,急縮小急拡大流れにおける紐状ミセル界面活性剤水溶液の流動特性および流動誘起構造を精密に検討することを目的とする.
最終年の主目的は,これまでの研究成果の論文発表である.
特に,流動挙動の解明に関しては,初年度・2年目の実験で明らかにした流動特性と偏光イメージング解析の関係付けを行った.すなわち,偏光イメージング解析により,急縮小急拡大部(スリット部)周辺に特徴的な複屈折分布(流動誘起構造)が発現していること,さらに,流動特性(圧力損失)と対応関係を有することも明らかにし,特徴的な複屈折分布は空間内の界面活性剤分子の数(ミセル数)に対応している可能性を考察した.また,本考察を裏付けるため,界面活性剤水溶液の濃度を変更し,ミセル数と流動特性の関係,ミセル数と複屈折分布の関係をそれぞれ明らかにした.特に,特定の界面活性剤水溶液濃度において,圧力損失が顕著に変化する(マイクロサイズの流れ場において顕著になる)ことを明らかにし,特定の濃度範囲において複屈折が発現すること,顕著な流動特性変化が生じる際に複屈折が発現することを見出した.これらは非ニュートン流体力学の観点からも大変興味深い知見である一方,レオメトリーの観点からも有用な知見となった.
得られた知見の論文発表に関しては,国際誌への論文発表を主として行い,3報(関連内容を含む)を発表した.また,研究協力者を含む国内学会への学会発表(5件)を行った.

  • Research Products

    (8 results)

All 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Pseudo-laminarization of mixed microbubble water and complex fluids in capillary flows2021

    • Author(s)
      Takaki Kobayashi, Akiomi Ushida, and Taisuke Sato
    • Journal Title

      Symmetry

      Volume: 13 Pages: 1141-1~1141-11

    • DOI

      10.3390/sym13071141

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of ultrafine bubble mixtures on the flow properties of worm-like micellar solutions passing through micro-slits2021

    • Author(s)
      Akiomi Ushida, Takaki Kobayashi, Yoshinori Nakamoto, and Taisuke Sato
    • Journal Title

      Multiphase Science and Technology

      Volume: 33 Pages: 1~16

    • DOI

      10.1615/MultScienTechn.2021040021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of molar concentration ratio on the flow properties of rod-like micellar solutions passing through small orifices2021

    • Author(s)
      Akiomi Ushida, Terumitsu Sugiyama, Taisuke Sato, Ryuichi Kayaba, Takatsune Narumi, and Tomiichi Hasegawa
    • Journal Title

      Nihon Reoroji Gakkaishi

      Volume: 49 Pages: 303~317

    • DOI

      10.1678/rheology.49.303

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] キャビティ流れにおけるひも状ミセル溶液の流動誘起構造に対するモル濃度の効果2021

    • Author(s)
      菱沼優, 牛田晃臣, 佐藤大祐, 高橋勉, 斎藤啓太, 鳴海敬倫
    • Organizer
      日本レオロジー学会 第48年会
  • [Presentation] キャビティ流れにおけるひも状ミセル溶液の弾性不安定性2021

    • Author(s)
      菱沼優, 牛田晃臣, 佐藤大祐, 高橋勉, 斎藤啓太, 鳴海敬倫
    • Organizer
      日本機械学会 2021年度年次大会
  • [Presentation] キャビティ部を有する矩形流路を通過するCTAB/NaSal溶液の流動特性2021

    • Author(s)
      菱沼優, 牛田晃臣, 佐藤大祐, 高橋勉, 斎藤啓太, 鳴海敬倫
    • Organizer
      第69回レオロジー討論会,
  • [Presentation] キャビティ部を有する矩形流路を通過するミセル溶液の流動誘起構造変化2021

    • Author(s)
      武井美佳, 菱沼優, 佐藤大祐, 牛田晃臣
    • Organizer
      日本機械学会 北陸信越支部 2022年合同講演会
  • [Presentation] マイクロスリットを通過するひも状ミセル溶液の流動特性に対するウルトラファインバブル混合の効果2021

    • Author(s)
      牛田晃臣, 小林嵩季, 中本義範, 佐藤大祐
    • Organizer
      日本機械学会 北陸信越支部 2022年合同講演会

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Published: 2022-12-28  

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