2017 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of acoustic cavitation in time domain by using highly-time-resolved measurement, and application of the results to particle-classification unit process
| Project/Area Number |
26249016
|
|---|
| Research Institution | Shizuoka University |
|---|
Principal Investigator |
齋藤 隆之 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (10324328)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 信 静岡大学, 工学部, 准教授 (90547100)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 流体工学 / 混相流 / 気泡 / 超音波 / キャビテーション / ソノルミ / 時間分解計測 / 粒子分離・分級 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
純空気とCO2の混合濃度比ならびに初期濃度（気体溶存量）を種々変えて、粒子グループ（SFPS）を形成する粒子運動と粒子周りの液相運動から粒子に作用する流体力（流体抗力、仮想質量力、粘性履歴項、揚力）を、またキャビテーション誘起気泡（ACOB）の並進運動と界面運動からACOBに作用する音響放射力を求め、SFPSの形成に至る過程とSFPSの凝集メカニズムを解明した。これらを１７報の論文にまとめ、国際誌に投稿し、掲載された（Ｈ２９は８報）。ACOBの界面振動を数値解析して、音響放射力（第一ビヤークネス力と第二ビヤークネス力）を求めるとともに、高時間分解計測による気泡界面振動の実験結果とを比較し、変動音圧場における音響放射力を定量的に考察した。さらに、SFPS内のACOBの界面運動を、光ファイバーを利用したソノルミネッセンス計測により明らかにするとともに、SFPS内部における粒子間の凝集力を定量的に考察した。溶存ガス種と気体溶存濃度による気泡崩壊過程の相違を明らかにして粒子凝集メカニズムを考察した。結果の一部を論文化し、海外誌に投稿、掲載が決まった。
超音波の変調とガス混合率の制御手法を確立し、かつ最適水槽形状を見出して、ｍｍ級粒子を精密に分離・分級する技術を完成させた。産業応用を加速するため、企業との共同研究を行い、産業応用への道を開拓した（特許申請１件）。超音波の振幅レベルを精密に制御することにより密度が同じで径の異なる粒子を精密に分級する手法ならびに分級した粒子を分離回収する技術を開発し、国際誌に論文発表し、掲載された。さらに、超音波周波数と振幅を変調することで径が同じで密度がわずかにことなる粒子を分離する手法を考案した。これらの技術とプルシンブルーによるセシウム吸着技術とを融合させることにより、放射性セシウムの除染と放射性廃棄物の減容化技術の基盤を開発した。
|
| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Experimental Investigation of the Role of an Insulating Boundary in the Electrodynamic Force Generation in a Rarefied Arc Flow2017
Author(s)
Fukuda, N., Toyodome, T., Katsurayama, H., Tomita, K., Matsui, M. and Katoh, Y.
Organizer
30th International Symposium on Space Technology and Science
Int'l Joint Research
-
-
[Presentation] Numerical Simulation of Flow Conditions Generated by Hyper Velocity Expansion Tube2017
Author(s)
Yamada, T., Adrian, L., Matsuyama, S., Nomura, S., Takayanagi, H., Fujita, K. and Matsui, M.
Organizer
30th International Symposium on Space Technology and Science
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
