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2014 Fiscal Year Annual Research Report

乱流抑制を高分子の伸張粘度の観点から解明する薄膜干渉流動画像法の開発

Research Project

Project/Area Number 24760129
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

日出間 るり  神戸大学, 学内共同利用施設等, 助教 (20598172)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords非ニュートン流 / レオロジー / ソフトマター
Outline of Annual Research Achievements

本研究は高分子による乱流抑制には高分子の伸長粘度が重要であると考え,それを実験的に証明するのが目的である.二次元格子乱流により乱流を可視化し画像解析する手法,薄膜干渉流動画像法(FIFI)を用いて乱流への高分子添加効果を調べる.さらに溶液の伸長粘度を測定する装置,微小伸長粘度測定器(Micro-EVA)を開発する.26年度は,以下の項目を達成した.
(1)昨年度までに,FIFIの装置を用いて,二次元格子乱流中の高分子にかかる伸長速度を変化させ,高分子の屈曲性と伸長速度に起因する高分子の伸長粘度が,乱流抑制に与える影響を調べた.今年度は,伸長粘度特性が異なる,ひも状ミセルを形成する界面活性剤溶液についても乱流抑制効果を観察した.二次元乱流の干渉縞を画像のフーリエ変換およびウェーブレット変換で解析し,高分子溶液と界面活性剤溶液について,乱流抑制効果を調べると,高分子溶液の方が界面活性剤溶液よりも乱流抑制効果に異方性が見られた.さらに,今年度はFIFI装置の流速をコントロールする精度を上げ,二次元乱流を発生させる格子付近で渦が生成する様子,その渦が流れていく様子をPIV測定により詳しく調べた.そしてPIVにより観察された乱流の速度分布が,独自に開発した画像解析システムで得られる渦の曲率の分布と対応することを見いだした.以上の成果から,干渉縞画像の画像解析により,乱流の情報を詳細に得るシステムの基盤を構築できたと言える.
(2)高分子溶液の伸長粘度を実測できる装置Micro-EVAの開発を進めた.縮小比の異なる急縮小流路を用いて,伸長速度を様々に変えながら,高分子溶液,界面活性剤溶液の伸長粘度を測定した.現在のところ,ゼロ剪断粘度が30mPa・s程度の非ニュートン流体の伸長粘度を測定し,精度の検証を行った.これまでの測定データやデータの傾向から,測定された値は確からしいと考えている.

  • Research Products

    (36 results)

All 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (31 results)

  • [Journal Article] Crystal Growth and Viscosity Behaviors of Ammonium Alum Hydrate Solution with PVA in Shear Flow2014

    • Author(s)
      Takafumi Toyoda, Ruri Hidema, Hiroshi Suzuki, Yoshiyuki Komoda
    • Journal Title

      Nihon Reoroji Gakkaishi

      Volume: 42 Pages: 219-226

    • DOI

      10.1678/rheology.42.219

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of extensional rates on characteristic scales of two-dimensional turbulence in polymer solutions2014

    • Author(s)
      Ruri Hidema
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 530 Pages: 012065-012072

    • DOI

      10.1088/1742-6596/530/1/012065

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bulge structure in a cavity swept by a viscoelastic fluid2014

    • Author(s)
      Hiroshi Suzuki, Hideki Sato, Ruri Hidema, Yoshiyuki Komoda
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 530 Pages: 012055-012062

    • DOI

      10.1088/1742-6596/530/1/012055

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Flow and Heat Transfer Characteristics of Ammonium Alum Hydrate Slurries with Surfactants as Drag-Reducers and with Polyvinyl Alcohol as Stabilizers2014

    • Author(s)
      Ruri Hidema, Hiroshi Suzuki, Takuya Tano, Yoshiyuki Komoda
    • Journal Title

      International Heat Transfer Conference 15

      Volume: IHTC 15 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1615/IHTC15.fcv.009469

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Size Effect of the Flow Path on the Flow and Heat Transfer Characteristics in a Cavity Swept by a Visco-Elastic Fluid2014

    • Author(s)
      Hiroshi Suzuki, Ruri Hidema, Yoshiyuki Komoda
    • Journal Title

      International Heat Transfer Conference 15

      Volume: IHTC 15 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1615/IHTC15.hex.009449

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] アクリル共重合体樹脂の湿式凝固過程におけるボイド形成に関する研究2015

    • Author(s)
      山本晃平,日出間るり,鈴木洋,菰田悦之
    • Organizer
      化学工学会 第80年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-03-19 – 2015-03-21
  • [Presentation] 薄膜干渉流動画像法を用いた高分子伸長が乱流抑制に与える影響の解明2015

    • Author(s)
      日出間るり
    • Organizer
      化学工学会 第80年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-03-19 – 2015-03-21
  • [Presentation] Investigation of Flow Characteristics in a Cavity Swept by a Visco-Elastic Fluid2015

    • Author(s)
      Hideki Sato, Hiroshi Suzuki, Ruri Hidema, Yoshiyuki Komoda
    • Organizer
      The 10th International Workshop for East Asian Young Rheologists
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2015-02-04 – 2015-02-07
  • [Presentation] Flow Behaviors of Hyarulonate Solutions Through Micro Abrupt Contraction-Expansion Channels2015

    • Author(s)
      Taiki Oka, Ruri Hidema, Hiroshi Suzuki, Yoshiyuki Komoda
    • Organizer
      The 10th International Workshop for East Asian Young Rheologists
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2015-02-04 – 2015-02-07
  • [Presentation] ポリビニルアルコールと界面活性剤の添加による沈降抑制効果に関する研究2014

    • Author(s)
      佐藤秀紀,日出間るり,鈴木洋,菰田悦之
    • Organizer
      第4回潜熱工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-12
  • [Presentation] Size Effect Model on Flow and Heat Transfer Characteristics of Ammonium Alum Hydrate Slurries Treated with Surfactants2014

    • Author(s)
      Hiroshi Suzuki, Koji Tanaka, Ruri Hidema, Yoshiyuki Komoda
    • Organizer
      2014 AIChE ANNUAL MEETING
    • Place of Presentation
      Atlanta, GA, USA
    • Year and Date
      2014-11-16 – 2014-11-21
  • [Presentation] Elastic Instability of Hyaluronate Solution in Micro Abrupt Contraction-Expansion Channels2014

    • Author(s)
      Ruri Hidema, Hiroshi Suzuki, Yoshiyuki Komoda
    • Organizer
      2014 AIChE ANNUAL MEETING
    • Place of Presentation
      Atlanta, GA, USA
    • Year and Date
      2014-11-16 – 2014-11-21
  • [Presentation] マイクロ急縮小急拡大流路における高分子溶液の流動挙動2014

    • Author(s)
      日出間るり,鈴木洋,菰田悦之
    • Organizer
      日本機械学会 第92期流体工学部門講演会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2014-10-25 – 2014-10-26
  • [Presentation] 粘弾性流体に掃引されるキャビティ内の流動特性に関する研究2014

    • Author(s)
      鈴木洋,日出間るり,佐藤秀紀,菰田悦之
    • Organizer
      日本機械学会 第92期流体工学部門講演会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2014-10-25 – 2014-10-26
  • [Presentation] マイクロキャビティを掃引する粘弾性流体の不安定流動に関する研究2014

    • Author(s)
      鈴木洋,日出間るり,菰田悦之
    • Organizer
      日本レオロジー学会第62回討論会
    • Place of Presentation
      福井
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-17
  • [Presentation] 急縮小流れの圧力損失から算出されるカチオン性界面活性剤溶液の伸長粘度2014

    • Author(s)
      白木能仁,日出間るり,鈴木洋,菰田悦之
    • Organizer
      日本レオロジー学会第62回討論会
    • Place of Presentation
      福井
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-17
  • [Presentation] マイクロ急縮小急拡大流路の流路幅比がヒアルロン酸溶液の流動挙動に与える影響の解析2014

    • Author(s)
      日出間るり,鈴木洋,菰田悦之
    • Organizer
      化学工学会第46会秋季大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [Presentation] 棒状ミセルによる抵抗低減効果が二次元乱流の渦変形に与える影響の解析2014

    • Author(s)
      久松史穏,日出間るり,鈴木洋,菰田悦之
    • Organizer
      化学工学会第46会秋季大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [Presentation] 界面活性剤を添加した潜熱輸送スラリーの流動・伝熱に関するサイズ効果モデル2014

    • Author(s)
      鈴木洋,田中孝二,日出間るり,菰田悦之
    • Organizer
      化学工学会第46会秋季大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [Presentation] 乱流抑制効果を溶液中の高分子が受ける流動抵抗実測により考察する試験的研究2014

    • Author(s)
      日出間るり,鈴木洋,菰田悦之,西野孝
    • Organizer
      日本機械学会2014年度年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-09-08 – 2014-09-10
  • [Presentation] 粘弾性流体により掃引されるマイクロキャビティ内の不安定流動2014

    • Author(s)
      鈴木洋,日出間るり,菰田悦之
    • Organizer
      日本機械学会2014年度年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-09-08 – 2014-09-10
  • [Presentation] Flow and Heat Transfer Characteristics of Ammonium Alum Hydrate Slurries with Surfactants as Drag-Reducers and with Polyvinyl Alcohol as Stabilizers2014

    • Author(s)
      Ruri Hidema, Hiroshi Suzuki, Takuya Tano, Yoshiyuki Komoda
    • Organizer
      The 15th International Heat Transfer Conference
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2014-08-10 – 2014-08-15
  • [Presentation] Size Effect of the Flow Path on the Flow and Heat Transfer Characteristics in a Cavity Swept by a Visco-Elastic Fluid2014

    • Author(s)
      Hiroshi Suzuki, Ruri Hidema, Yoshiyuki Komoda
    • Organizer
      The 15th International Heat Transfer Conference
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2014-08-10 – 2014-08-15
  • [Presentation] 溶液中の高分子流動抵抗をAFMを用いて実測するための試験的研究2014

    • Author(s)
      日出間るり,白木能仁,別宮涼,鈴木洋,菰田悦之,西野孝
    • Organizer
      第60回高分子研究発表会(神戸)
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2014-07-24 – 2014-07-25
  • [Presentation] Flow Fluctuation in a Micro-Cavity Swept by a Visco-Elastic Fluid2014

    • Author(s)
      Hiroshi Suzuki, Ruri Hidema, Yoshiyuki Komoda
    • Organizer
      6th Pacific Rim Conference on Rheology
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2014-07-20 – 2014-07-25
  • [Presentation] Flow Behavior of Sodium Hyaluronate Solution in a Micro Abrupt Contraction-Expansion Channel2014

    • Author(s)
      Ruri Hidema, Hiroshi Suzuki, Takaaki Sasaki, Yoshiyuki Komoda
    • Organizer
      6th Pacific Rim Conference on Rheology
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2014-07-20 – 2014-07-25
  • [Presentation] 二次元乱流の渦変形観察による棒状ミセルの抵抗低減効果の解析2014

    • Author(s)
      久松史穏,日出間るり,鈴木洋,菰田悦之
    • Organizer
      第14回複雑流体研究会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-06-21 – 2014-06-21
  • [Presentation] 複雑流路内における粘弾性流体の流動挙動に関する研究2014

    • Author(s)
      佐藤秀紀,鈴木洋,日出間るり,菰田悦之
    • Organizer
      第14回複雑流体研究会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-06-21 – 2014-06-21
  • [Presentation] Effects of Extensional Rates on Characteristic Scales of Two-dimensional Turbulence in Polymer Solutions2014

    • Author(s)
      Ruri Hidema
    • Organizer
      XXI Fluid Mechanics Conference
    • Place of Presentation
      Krakow, Poland
    • Year and Date
      2014-06-15 – 2014-06-18
  • [Presentation] Bulge Structure in a Cavity Swept by a Viscoelastic Fluid2014

    • Author(s)
      Hiroshi Suzuki, Hideki Satoh, Ruri Hidema, Yoshiyuki Komoda
    • Organizer
      XXI Fluid Mechanics Conference
    • Place of Presentation
      Krakow, Poland
    • Year and Date
      2014-06-15 – 2014-06-18
  • [Presentation] 界面活性剤および安定剤を添加したアンモニウムミョウバン水和物スラリーの流動伝熱特性2014

    • Author(s)
      日出間るり,鈴木洋,田野拓也,菰田悦之
    • Organizer
      第51回日本伝熱シンポジウム
    • Place of Presentation
      浜松
    • Year and Date
      2014-05-21 – 2014-05-23
  • [Presentation] 粘弾性流体が掃引するキャビティ内の流動・伝熱特性におけるサイズ効果2014

    • Author(s)
      鈴木洋,日出間るり,菰田悦之
    • Organizer
      第51回日本伝熱シンポジウム
    • Place of Presentation
      浜松
    • Year and Date
      2014-05-21 – 2014-05-23
  • [Presentation] マイクロ急縮小急拡大流路内のヒアルロン酸ナトリウム溶液の流動挙動に関する研究2014

    • Author(s)
      日出間るり,鈴木洋,佐々木隆彰,菰田悦之
    • Organizer
      日本レオロジー学会第41年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-05-15 – 2014-05-16
  • [Presentation] 粘弾性流体が掃引するキャビティ内に生成されるバルジ流体構造に関する研究2014

    • Author(s)
      鈴木洋,日出間るり,佐藤秀紀,菰田悦之
    • Organizer
      日本レオロジー学会第41年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-05-15 – 2014-05-16
  • [Presentation] Micro-Fluidic Behavior Near Gas/Liquid Interface on Liposome Production in a Micro-Channel2014

    • Author(s)
      Ruri Hidema, Hiroshi Suzuki, Keiichiro Tanomura, Yoshiyuki Komoda
    • Organizer
      5th International Conference on HEAT TRANSFER and FLUID FLOW in MICROSCALE
    • Place of Presentation
      Marseilles, France
    • Year and Date
      2014-04-22 – 2014-04-25
  • [Presentation] Flow Characteristics in a Micro-Cavity Swept by a Visco-Elastic Fluid2014

    • Author(s)
      Hiroshi Suzuki, Ruri Hidema, Yoshiyuki Komoda
    • Organizer
      5th International Conference on HEAT TRANSFER and FLUID FLOW in MICROSCALE
    • Place of Presentation
      Marseilles, France
    • Year and Date
      2014-04-22 – 2014-04-25

URL: 

Published: 2016-06-01  

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