| 研究概要 |
1.単一のノズルから発生し,曲りながら上昇する気泡列の周囲には特徴的な流れ場が存在することが確認されたので,この特徴的な気泡列の生成週程を水プール中に連続して気泡径と発生頻度を制卸した気泡列を生成させ観察した気泡列中の気泡がより大きな揚力を受けるのは,先行気泡によって形成された流れ場の影響であり,先行気泡の後流が後続気泡の不安定性,特に気泡形伏の変形を生じ,気泡が曲がったと考察した.
2.気泡列の周囲に発生する特徴的な流れ場をPIVを用いて可視化した.気泡列まわりの液体流れ場に検査体積をとり,運動量理論を用いることにより,気泡列には液ジェットの形成により働く特徴的な力が存在することを示し,液ジェットの形成に関する理論モデルを構築し,実験結果と比較することにより,その妥当性を評価した.
3.上昇する2気泡間での相互干渉現象に関して,実験的および数値的に考察した.気泡レイノルズ数が平衡距離に関しては支配的であることがわかった.実験的に2気泡間に平衡距離が存在することを確認した.また,数値的にはレイノルズ数を減少させることにより,平衡距離が減少し2気泡の接触にいたることを確認した.
4.相互作用下の気泡挙動を顕微鏡カメラで観察し,得られた画像に対してフーリエ記述子を用いて定量化し,気泡重心位置の高精度算出および気泡形状と気泡挙動との相関について考察を行った.気泡が衝突するような場合には大きな気泡変形が発生し,気泡上昇速度が大きく変化することを確認した.
5.上昇する2気泡間での相互干渉現象および合体現象に関して,実験的および数値的に考察した.特に安定した気泡列の発生のためには,Re数が非常に大きな役割を果たしていることがわかった.また,合体を防ぎ安定駆動を行うためには,We数とRe数が重要なパラメータであり,特に粘度という物性値が重要であることを確認した.
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