2014 Fiscal Year Annual Research Report
大スケール表面張力流の不安定性と動的界面変形の影響
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24360078
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
西野 耕一 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90192690)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上野 一郎 東京理科大学, 理工学部, 准教授 (40318209)
工藤 正樹 東京都立産業技術高等専門学校, その他部局等, 助教 (60634524)
藤村 薫 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70294337)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 対流 / 表面張力流 / 不安定性 / 微小重力実験 / 線形安定性解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次の「宇宙実験２、３」および地上研究を実施した。「宇宙実験２」平成２５年９月～平成２６年２月：「動的界面変形が対流不安定性に与える影響に関する実験」（その１）、「宇宙実験３」平成２６年１２月～平成２７年４月：同（その２）。
（１）計31回に渡る「宇宙実験３」を実施し、5cStのシリコーンオイルを作動流体とし、ディスク直径10mmの液柱について、振動流遷移条件、液柱の動的界面変形の特性、振動流遷移に与えるディスク温度の影響などに関する実験データを得た。ディスク径10mmと30mmの動的界面変形の測定結果から、そのディスク径範囲では振動流遷移がMa数支配であることを明らかにした。
（２）国際宇宙ステーションで実施した微小重力実験のうち、特に温度差マランゴニ効果を強めていった際の振動流遷移条件、カオス化・乱流化過程に注目した。プラントル数が100を超える高プラントル数流体における非線形化過程の定量的評価に成功した。また、微小重力環境下で得られた振動流遷移過程に関し、数値解析によってその現象を定性的に説明することに成功した。
（３）安定性解析結果と宇宙実験との比較を困難にしている高プラントル数流体の主流に含まれる特異性が、上下ロッド内の温度分布を考慮に入れることで緩和されることを見出した。この点を考慮に入れた安定性解析の結果はまだ得られには至っていない。地上実験を通じて、アスペクト比液柱における混合モード PAS の発生条件を特定した。また、液柱の持つ円の対称性を破ることで、回転波の発生を抑えることができることを示した。
（４）前年度に引き続き、表面張力流の制御性に関する地上実験を継続した。液柱周囲の温度条件を制御する方法を検討し、冷却ディスク温度を5～40℃の範囲で変化させて不安定性を調べた。また、フルゾーン液柱および薄液膜の表面張力流について非制御下の対流場を調査した。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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