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
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19K04191
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
牛田 晃臣 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (10582976)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 大祐 新潟大学, 研究推進機構, 助教 (70778703)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 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 |
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| 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．
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