2016 Fiscal Year Annual Research Report
Noninvasive measurement and multiple-scale analysis of cavitation bubbles in viscoelastic materials
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25709008
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
安藤 景太 慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (30639018)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 流体工学 / 熱工学 / シミュレーション工学 / キャビテーション / 非ニュートン流体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題（４年計画）では，粘弾性体におけるキャビテーションの時空間多重スケール現象解明を目的とした，実験・数値シミュレーション連成の非侵襲ハイブリッド計測法の開発を行った．集束パルスレーザー誘起の衝撃波およびキャビテーション気泡の微視的観察と圧縮性流体の数値シミュレーションを連成させることで，実流動場にプローブを挿入しない理想的な非侵襲計測法を提案した．マイクロ空間環境下におけるクラウドキャビテーションの初生プロセスの微視的計測により，粘弾性効果の定量評価に取り組んだ．．
平成２８年度（４年目）の研究では，昨年度までに構築したマイクロ空間環境におけるキャビテーション現象の微視的計測のための光学システムを引き続き利用し，粘弾性体中気泡とレーザー誘起衝撃波の干渉により生じるクラウドキャビテーションの初生プロセスを高速度カメラにより撮影した．粘弾性体サンプルの質量濃度10%ゼラチンゲル中を伝播するレーザ誘起衝撃波ならびに気泡界面の挙動に関する実験的観察と，圧縮性流体の数値シミュレーションとの比較により，圧力場の時空間発展を非侵襲に構築する手法を確立した．シミュレーションより取得した圧力場と，実験より取得したゼラチンゲルにおけるキャビテーションの初生確率との比較から，キャビテーション初生圧力は約-20 MPa程度と算定された．この初生圧力は水と同程度であり，キャビテーション初生に対する粘弾性の効果は限定的であることが示唆された．
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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