| 研究課題/領域番号 |
17K06190
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
西野 耕一 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (90192690)
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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 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 対流 / 表面張力流 / 不安定性 / 対流伝熱 / 熱ふく射 / 電場 / 液柱 / 液滴 / 液注 / EHD解析 |
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| 研究成果の概要 |
表面張力流の温度場と電場を操作し、対流制御を実現するための研究を行った。対象は、対向ロッド間の液柱、下向きロッド端面の液滴、水平液体層であり、作動流体はシリコーンオイルである。研究成果は次の通りである。（１）界面熱移動は液柱の温度差駆動の表面張力流の不安定性に影響を与え、臨界マランゴニ数と無次元振動数が「伝熱比」で整理できる。（２）微小重力環境では、液柱表面からの熱ふく射が温度・速度分布の重要な制御因子となる。（３）液滴に電場を印可すると、温度差と電圧が小さいと対流が減衰し、両者が大きいと複雑な対流が誘起される。水平液体層を用いて表面張力の温度・電位依存性を測定した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
表面張力流は、温度差、電位差、濃度差によって駆動され、マイクロ流れ、溶液流れ、微小重力環境下の液流の主因である。特に、気泡、液膜、液滴、液柱など、表面力が体積力を凌駕する系では表面張力流の役割が支配的となる。本研究では、温度場と電場を操作することによって表面張力流を制御するための基礎研究を行った。即ち、界面熱移動が表面張力流の不安定に与える影響、微小重力環境に置かれた液柱の気液界面からのふく射伝熱の影響、下向きロッド端面に懸架された液滴の温度差表面張力流への電場の影響、水平液体層に印可した温度差・電位差への表面張力の依存性を明らかにした。
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