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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Noninvasive measurement and multiple-scale analysis of cavitation bubbles in viscoelastic materials

Research Project

Project/Area Number 25709008
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

安藤 景太  慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (30639018)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
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
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.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 超音波キャビテーション気泡の力学の基礎と応用2017

    • Author(s)
      安藤景太
    • Journal Title

      学術の動向

      Volume: 22 Pages: 32-37

  • [Presentation] Cavitation induced by shock-microbubble interaction in a viscoelastic material2016

    • Author(s)
      R. Oguri and K. Ando
    • Organizer
      International Symposium on Micro-Nano Science and Technology 2016, Japan Society of Mechanical Engineers
    • Place of Presentation
      Tokyo (Japan)
    • Year and Date
      2016-12-16 – 2016-12-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ゼラチンゲルにおけるレーザー誘起ガス気泡の成長および崩壊2016

    • Author(s)
      安藤景太,中村信之
    • Organizer
      キャビテーションに関するシンポジウム(第18回)
    • Place of Presentation
      九州大学医学部・百年講堂(福岡県・福岡市)
    • Year and Date
      2016-12-08 – 2016-12-09
  • [Presentation] Growth and collapse of laser-induced bubbles in gas-supersaturated gelatin gels2016

    • Author(s)
      K. Ando and N. Nakamura
    • Organizer
      69th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics, American Physical Society
    • Place of Presentation
      Portland (USA)
    • Year and Date
      2016-11-20 – 2016-11-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Diffusion-driven growth of a spherical gas bubble in gelatin gels supersaturated with air2016

    • Author(s)
      E. Shirota and K. Ando
    • Organizer
      69th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics, American Physical Society
    • Place of Presentation
      Portland (USA)
    • Year and Date
      2016-11-20 – 2016-11-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 衝撃波と気泡の干渉によるゼラチンゲルのキャビテーション初生2016

    • Author(s)
      小栗良太,安藤景太
    • Organizer
      日本機械学会・第94期流体工学部門講演会
    • Place of Presentation
      山口大学・常盤キャンパス(山口県・宇部市)
    • Year and Date
      2016-11-12 – 2016-11-13
  • [Presentation] ガス過飽和ゼラチンゲルにおける球形気泡の準静的成長2016

    • Author(s)
      城田恵理子,安藤景太
    • Organizer
      日本機械学会・第94期流体工学部門講演会
    • Place of Presentation
      山口大学・常盤キャンパス(山口県・宇部市)
    • Year and Date
      2016-11-12 – 2016-11-13
  • [Presentation] 超音波照射下の粘弾性体における球形気泡の力学に関する理論および実験2016

    • Author(s)
      安藤景太
    • Organizer
      第25回ソノケミストリー討論会
    • Place of Presentation
      富山大学・五福キャンパス(富山県・富山市)
    • Year and Date
      2016-10-21 – 2016-10-22
    • Invited
  • [Presentation] 物質拡散による気泡核のサイズ制御と超音波キャビテーションの可視化2016

    • Author(s)
      安藤景太
    • Organizer
      日本機械学会・RC270:流れの知的制御とそれを実現するための先進計測法に関する研究分科会
    • Place of Presentation
      北海道大学・札幌キャンパス(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-08-29 – 2016-08-30
    • Invited
  • [Presentation] 粘弾性体における球形ガス気泡の線形振動に関する実験2016

    • Author(s)
      安藤景太,浜口文弥
    • Organizer
      混相流シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      同志社大学・今出川キャンパス(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-08-08 – 2016-08-10
  • [Presentation] 粘弾性体中のキャビテーション気泡とガス気泡の干渉に関する実験2016

    • Author(s)
      中村信之,安藤景太
    • Organizer
      混相流シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      同志社大学・今出川キャンパス(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-08-08 – 2016-08-10

URL: 

Published: 2018-01-16  

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