2011 Fiscal Year Annual Research Report
超音波によるターゲット自己探索型気泡マニピュレーション
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21360195
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
山越 芳樹 群馬大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10174640)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三輪 空司 群馬大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30313414)
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| Keywords | 超音波 / 音響放射圧 / 微小気泡 / トラッピング / Bjerknes力 / 気泡間相互作用 |
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| Research Abstract |
平成23年度はActiveターゲッティング(外部指令による自己探索型気泡ターゲッティング法)のための新規方法の開発に注力して研究を行った。昨年度の研究で開発した、共焦点レーザー顕微鏡と画像処理法を用いた流路壁面に形成される微小窪みの定量計測法と、流路内部の気泡ダイナミクスの3次元計測法を新たな測定技術として用い、これらを活用してActiveターゲッティング法の最適条件を明らかにした。特に、従来から議論されている微小窪みの総面積だけではなく、微小窪みの質(穴の径の分布、深さの分布、アスペクト比、空間分布)に着目し、これらの評価量を用いて、量および質の評価を行った。流速が低い場合には、流路内で気泡が集合しこの集合気泡が2次超音波の波長間隔で配列するような3次元的なクラウドが形成されるが、このときポンピング超音波の周波数スイープ法など気泡クラウド全体の構造を活用して壁面の気泡密度を向上させることが有効になる。しかしこの実験の過程で流速が速くなると流路中央と周囲との流速差が大きくなるために3次元的なクラウドが形成されにくくなり、周波数スイープ法など3次元的クラウドを基本とする方法の有効性が低下することが昨年度の研究で明らかになったが、流速依存の超音波照射シーケンスの最適化について検討を行い、気泡の捕捉効率向上のための手法(気泡のアンジュレーション法)について提案した。具体的には、気泡群ダイナミクスの解析と超音波照射シーケンスの最適化のために、以下の3つの付帯技術の開発をサブテーマとして遂行した。1.従来研究が行われてこなかった気泡クラウドからのキャビテーションのメカニズムについて、それを、支配する気泡ダイナミクスの解明と最適化、2.気泡クラウドからのキャビテーションについての実験的評価法の確立、3.気泡のプリトラッピングシーケンスの最適化である。
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