Active control of convection and mixing in thin liquid layer through surface-tension manipulation

Research Project

Project/Area Number	20K04322
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 19020:Thermal engineering-related
Research Institution	Yokohama National University
Principal Investigator	西野耕一横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (90192690)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help	¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000) Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords	対流 / 混合 / 表面張力 / 液膜 / 制御
Outline of Research at the Start	本研究では、シリコーンオイルの薄液膜を対象として、気液界面の局所温度を走査型レーザ照射によって制御することによって、薄液膜に発生する温度差駆動の表面張力流を操作し、液膜内の対流と混合を能動制御する方法論を構築する。能動制御の実現性を実験的に示すだけでなく、現象の定式化とモデル化を経て、数値解析することも本研究の目的である。そのような能動制御が実現すると、薄液膜に多数の局所対流と混合を同時に生起させることが可能となり、新しい工学的応用の道が開かれる。また、マイクロスケールにおける表面張力流を制御する方法論が構築され、幅広い工学分野の利用が期待される。