| 研究課題/領域番号 |
17H03168
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
渡部 正夫 北海道大学, 工学研究院, 教授 (30274484)
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| 研究分担者 |
真田 俊之 静岡大学, 工学部, 准教授 (50403978)
小林 一道 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (80453140)
藤井 宏之 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00632580)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2017年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
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| キーワード | 流体 / 混相流 / 液滴 / 液滴衝突 / スプラッシュ / 液捲流れ / 可視化 / 液膜流れ / 接触線移動 / 不安定性現象 / 不安定製現象 / 不安定現象 / 接触角 |
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| 研究成果の概要 |
固体表面への液滴衝突は噴霧冷却，インクジェット印刷，超清浄洗浄等の技術応用において重要な技術的要素である．本研究では，固体表面衝突後に形成される高速液膜流れの不安定性現象に着目し，４つの研究項目（高速度カラー光干渉計を用いた液滴-固体間の空気薄膜形成の観察，異なる接触角を有する固体表面への液滴衝突の観察，減圧チャンバ内での高速液滴衝突の観察，固体表面衝突後の液膜不安定性に及ぼす周囲凝縮性気体の効果の観察）を行うことにより，「高速射出液膜流れの固気液三相接触線近傍流れ場の不安定現象に及ぼす周囲気体効果」を考察した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高速で進展する液膜が，周囲気体圧力が低下すると安定化することは15年程前から知られてはいるが，本研究を遂行することにより，周囲圧力のみではなく，固体表面の濡れ性や周囲気体の凝縮・蒸発現象も，進展液膜の不安定性に大きく影響を及ぼすことを明らかにした．これらの成果は，高速射出液膜の不安定現象に起因するsplashの発生メカニズム解明に大きく寄与する．さらに，高速液滴と固体面との衝突は，噴霧塗装，プラズマ溶射，スプレー乾燥，インクジェット印刷等の様々な産業分野におけるプロセスにおいて本質的に重要な物理過程であるため，これらの産業分野の新たな展開に寄与する．
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