| 研究概要 |
固体面上における液滴の移動などに見られるような「濡れ」の問題は,部分的濡れを有するありとあらゆる系に見られるものである.微小重力環境下においては重力の影響がほぼ無視できるため,地上において重力駆動による液体移動時にはほぼ見られなかった,固液気3相境界線(コンタクトライン)近傍流体の動力学に起因する影響が顕著化する.
すわなち,所謂「濡れ性」と呼ばれる性質が重要となるわけであるが,この性質は界面近傍の分子レベルからなるミクロな現象が,液滴全体の形状や運動といったマクロ的な挙動に影響を与えるというメゾスコピックな現象であると言える.本研究グループでは,このようなメゾスコピックな熱流体力学に関する知見を蓄積すると共に,宇宙環境における部分的な濡れを有する系を利用した応用技術の高効率化,また部分的濡れを有する系の環境制御可能化を目指して研究を行っている.本研究では実験および分子動力学を用いた数値計算から当該現象にアプローチを行った.
実験的研究においては,特に先行薄膜存在領域に対する液滴静水圧の影響,また,基板上の温度不均一分布が先行薄膜領域に与える影響について明らかにした.また,位相シフト技術の導入により干渉計の高精度化を行った.さらに,高速度カメラを導入し,先行薄膜形成初期過程の可視化を実現した.
分子動力学法を用いた数値計算では,固体線上周りに形成したナノスケール液膜に関する動力学として,レナード・ジョーンズ流体に関して液膜に生起するRayleigh-Plateau不安定性に関する基礎的な知見を蓄積し,マクロ的な現象との比較を行った.
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