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気液界面制御可能な表面微細構造によるマイクロチャネルの流動抵抗・流入抵抗の低減

研究課題

研究課題/領域番号 15K05801
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関首都大学東京

研究代表者

小方 聡  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (50315751)

研究分担者 山本 憲  東京理科大学, 工学部機械工学科, 助教 (70749100)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード抵抗低減 / 疎水性 / 親水性 / 濡れ性 / 微細構造 / 表面粗さ / 圧力損失 / 流れの可視化 / 速度分布 / 滑り速度 / 表面張力 / 気液界面
研究成果の概要

表面構造で抵抗を制御可能な壁面を創生するため,表面構造とマイクロチャネル流れの流動抵抗や流入抵抗の関係を調査した.気液界面形成過程の可視化観察により,微細構造の形状やサイズおよび濡れ性により三重線および気液界面挙動が大きく変化することが分かった.これらの挙動は4パターンに大別され,主流流速と三重線の速度,および微細構造の形状によりどのパターンが出現するかが決定されることを明らかにした.一方,疎水性壁面上の三重線挙動の非定常性を利用し,堆積した粒子を効率良く運搬する方法を新しく考案した.さらに,微細な親水性網目構造を有する壁面を用いて,層流域における抵抗減少効果を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Effect of Agar Jelly Coating in Rectangular Pipe to Flow Drag Reduction2017

    • 著者名/発表者名
      Yanuar .、Gunawan .、Waskito K. T.、Ogata S
    • 雑誌名

      Journal of Applied Fluid Mechanics

      巻: 10 号: 4 ページ: 1161-1166

    • DOI

      10.18869/acadpub.jafm.73.241.26701

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 気泡トラップによるマイクロチャネル内スリップ流形成過程の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      山本 憲,廣瀬 雄哉,武澤 英之,小方 聡
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 82 号: 841 ページ: 16-00164-16-00164

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00164

    • NAID

      130005267061

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 希薄高分子水溶液のマイクロチャネル流れに及ぼす表面粗さの影響2016

    • 著者名/発表者名
      小方 聡, 宮城 惇矢, 局 隆史
    • 雑誌名

      日本レオロジー学会誌

      巻: 44 号: 3 ページ: 131-135

    • DOI

      10.1678/rheology.44.131

    • NAID

      130005165079

    • ISSN
      0387-1533, 2186-4586
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 壁面性状が固液界面近傍流動に及ぼす影響に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      青木 健司、小方 聡、大保 忠司、能見 基彦、高東 智佳子
    • 学会等名
      関東支部第24期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 微細粒子の堆積とその流動挙動に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      佐野 智成、小方 聡
    • 学会等名
      第65回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] キャビティを有するマイクロチャネルにおける気泡トラップの可視化観察2016

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 雄哉,山本 憲,武澤 英之,小方 聡
    • 学会等名
      日本機械学会第94期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      山口大学(山口県・山口市)
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 疎水性微細構造のアスペクト比と接触角が気液界面形成に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 雄哉,武澤 英之,山本 憲,小方 聡
    • 学会等名
      日本機械学会第93期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都)
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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