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複断面粒子画像流速計を用いた界面活性剤の効力低減メカニズムの研究

Research Project

Project/Area Number 04F04340
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

大島 まり (2005-2006)  東京大学, 大学院情報学環, 教授

谷口 伸行 (2004)  東京大学, 生産技術研究所, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) LI Fengchen  東京大学, 大学院情報学環, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2004: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywords粘弾性流体 / マイクロ流体 / レオロジー / 構成方程式 / 自由界面旋回流 / 粒子画像流速計 / 血液流
Research Abstract

本研究では、主に粒子画像流速計(PIV)を用いた詳細計測によって、粘弾性非ニュートン流体特性に関わる以下の現象の新たな理解と制御技術の開発を試みた。1)円筒内にある平坦な自由表面を持つ粘弾性流体の旋回流れ:粘弾性が渦形成、渦崩壊あるいは流れの対称性の崩壊等に与える影響の研究。2)円筒内にある変形した自由表面を持つ粘弾性流体の旋回流れ:界面活性剤が付加された希薄な粘弾性流体のレオロジーの性質を計測する手法の開発。3)マイクロチャンネル内の粘弾性流体:工業的なマイクロスケールの流れは最近行われるようになった研究領域ではあるが、マイクロデバイス、バイオ関連流れ、あるいは粘弾性等の流れなどが重要な分野になってきている。マイクロPIVにより、現在までに明らかになっていない、マイクロスケールの粘弾性流体流れの性質について実験的に研究する。また、もう一つの目的は粘弾性流体の構成式を構築するためのデータベースを作っていくことである。
1)と2)は前年度で終了した。今年度(18年4月から8月まで)はマイクロスケールの流れの計測装置、実験装置の設計製作、およびマイクロチャネル内粘弾性流体流れ実験を行った。粘弾性という流体の性質によってニュートン流体流れに発生しない新たな流体力学的な現象が発見された。粘弾性流体を使ってマイクロチャネル内において弾性乱流と類似した不安定流れを実現した。この現象を利用して伝熱促進などの実用アプリケーションに関する研究を継続する予定である。

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2006 2005

All Journal Article (11 results)

  • [Journal Article] Investigation of turbulence structures in a drag-reduced turbulent channel flow with surfactant additive using stereoscopic particle image velocimetry2006

    • Author(s)
      F.-C.Li, Y.Kawaguchi, K.Hishida, M.Oshima
    • Journal Title

      Experiments in Fluids 40

      Pages: 218-230

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Swirling flow of a viscoelastic fluid with free surface. Part I : Experimental analysis of vortex motion by PIV2006

    • Author(s)
      Jin-Jia Wei, Feng-Chen Li, Bo Yu, Yasuo Kawaguchi
    • Journal Title

      ASME Journal of Fluid Engineering 128

      Pages: 69-76

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] On turbulent contribution to frictional drag in wall-bounded turbulent flow2006

    • Author(s)
      F.-C.Li, Y.Kawaguchi, T.Segawa, K.Hishida
    • Journal Title

      Chinese Physics Letters 23

      Pages: 1226-1229

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Investigation of turbulence structures in a drag-reduced turbulent channel flow with surfactant additive using stereoscopic particle image velocimetry2006

    • Author(s)
      F.-C.Li, Y.Kawaguchi, K.Hishida, M.Oshima
    • Journal Title

      Experiments in Fluids 40・2

      Pages: 218-230

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Swirling flow of a viscoelastic fluid with free surface. Part I : Experimental analysis of vortex motion by PIV2006

    • Author(s)
      Jin-Jia Wei, Feng-Chen Li, Bo Yu, Yasuo Kawaguchi
    • Journal Title

      ASME Journal of Fluid Engineering 128・1

      Pages: 69-76

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Reynolds-number dependence of turbulence structures in a drag-reducing surfactant solution channel flow investigated by PIV2005

    • Author(s)
      F.-C.Li, Y.Kawaguchi, T.Segawa, K.Hishida
    • Journal Title

      Physics of Fluids 17・7

      Pages: 75104-75104

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Wave-turbulence interaction at the ree surface of a low-speed plane liquid wall jet investigated by particle image velocimetry2005

    • Author(s)
      F.-C.Li, Y.Kawaguchi, T.Segawa, K.Suga
    • Journal Title

      Physics of Fluids 17・8

      Pages: 82101-82101

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] MHD effect on the flow structures and heat transfer characteristics of liquid metal-gas annular flow in a vertical pipe2005

    • Author(s)
      Feng-Chen Li, Tomoaki Kunugi, Akimi Serizawa
    • Journal Title

      International Journal of Heat and Mass Transfer 48・12

      Pages: 2571-2581

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Simultaneous measurement of turbulent velocity field and surface wave amplitude in the initial stage of an open-channel flow by PIV2005

    • Author(s)
      F.-C.Li, Y.Kawaguchi, T.Segawa, K.Suga
    • Journal Title

      Experiments in Fluids 39・6

      Pages: 945-953

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Stereoscopic particle image velocimetry investigation of three-dimensional characteristics of vortex structure in a turbulent channel flow2005

    • Author(s)
      Feng-Chen Li, Yasuo Kawaguchi, Takehiko Segawa, Koichi Hishida
    • Journal Title

      Chinese Physics Letters 22(3)

      Pages: 624-627

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Structural analysis of turbulent transport in a heated drag-reducing channel flow with surfactant additives2005

    • Author(s)
      Feng-Chen Li, Yasuo Kawaguchi, Koichi Hishida
    • Journal Title

      International Journal of Heat and Mass Transfer 48(5)

      Pages: 965-973

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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