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自由表面に対し傾斜温度勾配を付加した薄液膜内温度差マランゴニ対流

研究課題

研究課題/領域番号 14750147
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 熱工学
研究機関東京理科大学

研究代表者

上野 一郎  東京理科大学, 理工学部, 助手 (40318209)

研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2002年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワードマランゴニ対流 / 薄液膜 / 傾斜温度勾配 / 対流パターン / 結晶成長
研究概要

本年度は,(1)薄液膜の自由表面に対して傾斜した温度勾配を付加した際に生起する温度差マランゴニ対流場に関し,2つ基本対流場,すなわちリターン流れおよびリニア流れに対する線形安定性解析を行い,それぞれにおける対流パターンの発生条件を求めた.また,(2)デンドライト形成実験に関し,強制対流を付加しうる実験装置を構築し,デンドライト成長に対する対流場の影響に関して実験を行った.
項目(1)では,各基本対流場に対し,特にlongitudinal roll対流場に関する線形安定性解析を行った.各対流場の基本速度場および温度場を導出し,その上で当該対流パターン発生条件および臨界波数を導出し,昨年度から行ってきた実験結果と併せて解析を行い,特に垂直方向の温度勾配が現象に与える影響が大きいことを明らかにした.
また,実験(2)では,付加する温度勾配を容易に変化しうる実験系を構築し,強制対流場が存在しない場合とする場合において,その凝固過程の差違を解析した.特に強制対流を与える場合にはその温度場の制御が非常に重要となる.本年度は凝固点近傍の温度を有する強制対流場を付加する系を構築した.これにより,対流場が1次枝および2次枝の成長に与える影響を解析した.すなわち,付加した対流の上流側において2次枝の成長が顕著化すること,その際に1次枝に対する結晶成長の方向が1次枝を軸として回転すること,さらに1次枝の成長方向も若干ではあるが上流側に傾斜することなどを明らかにした.

報告書

(2件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (4件)

  • [文献書誌] 上野ら: "Thermocapillary convection in thin liquid layer with temperature gradient inclined to free surface"日本流体力学会年会2003(東京,7/28-/30)講演論文集. 242-243 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tagaya, E. et al.: "A consideration on relation between oscillatory Marangoni flow in a liquid bridge and the Hydrothermal wave in a thin liquid bridge"Thermal Science & Engineering. 11/5. 45-46 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ueno, I. et al.: "Thermocapillary convection in thin liquid layer with temperature gradient inclined to free surface"Heat Transfer 2002, Proc. 12^<th> Int. Heat Transfer Conf.. (CD-ROM). 129-134 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nishimura, M. et al.: "Three-dimensional velocity field measurement of the thermocapillary convection in the half-zone liquid bridge"Proc. The 6^<th> ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conf. (AJTEC2003). (accepted). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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