2009 Fiscal Year Annual Research Report
複素粘度解析によるマイクロバブル流体の不可説明要因の一掃
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21360077
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
村井 祐一 Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 准教授 (80273001)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武田 靖 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90108481)
田坂 裕司 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00419946)
北川 石英 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (80379065)
石川 正明 琉球大学, 工学部, 助教 (00398306)
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| Keywords | 気泡 / マイクロバブル / レオロジー / 乱流遷移 / 対流 / 可視化 / 超音波 / 気液界面 |
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| Research Abstract |
代表者の村井は,落球レオメトリによるデータから気泡流の複素粘度をモデリングした.これはキャピラリ数とその時間変化率をパラメータとするモデルであり,実験と同じスピン流れと管内振動流での周波数応答をシミュレートする数値解析法を開発し,周波数選択現象の再現に成功した.
分担者の武田は,超音波ドップラー流速計(UVP)をレオメータとして利用する新しい原理を設計・製作し,スピン流れに対してその性能試験を行った.この結果,粘弾性流体の非線形せん断領域を含めてシングルランの試験で4つのレオロジー物性を同時計測することに成功した.
分担者の田坂は,テイラークエット流れ場に電気分解発生したマイクロバブルを注入し,流れの時空間構造をUVP計測した.これにより僅かな体積率でも波動テイラー渦の周方向波動速度が大幅に低下すること,ならびに変調波動モードが消失し,初期乱流遷移を抑制する効果を確認した.
分担者の北川は,水の電気分解により発生したマイクロバブルを鉛直加熱平板に沿う自然対流場に注入し,画像処理による気泡径計測と熱電対による多点同時温度計測を行った.その結果,マイクロバブルの注入により,熱伝達率および熱伝達ゲインが大幅に増加することを明らかにした.
分担者の石川は,気泡を含む上昇噴流において,粒子画像流速測定法(PIV)を用いて,気泡周囲の液相流速分布を計測した.その得られた時系列の変動速度を用いて,固有直交分解法(POD)により,時間的・空間的な流動構造に分解し,周波数およびモードを選択することで,大規模な渦構造を確認した.
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[Presentation] 超音波ドップラー式レオメトリ2009
Author(s)
大山和弥, 古屋直樹, 田坂裕司, 村井祐一, 武田靖, Erich Windhab
Organizer
日本レオロジー学会第36年会講演予稿集
Place of Presentation
京都大学,京都
Year and Date
2009-05-15
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