| 研究課題/領域番号 |
17K14596
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 都城工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
藤川 俊秀 都城工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (10777668)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 高速超純水用小型キャビテーションタンネル / キャビテーション流れのCFD解析 / 張力 / 気泡力学 / 初生理論 / 核生成 / 液体の張力 / 負圧 / 均質核生成 / 流体 / 流体工学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は，高速で流れる水あるいは油類中に置かれた円柱表面近傍での流れのはく離，局所的張力発生，気泡核生成，気泡の離脱・成長，流れの中での気泡の並進運動，すなわち「初生の素過程」を実験，理論解析，計算流体力学により解明することを目的としてなされたものである．実験では，はく離点と張力発生の位置，そこでの圧力・流速を明らかにできる非循環型キャビテーションタンネルを開発し，はく離点近傍での張力発生と気泡生成に着目してCFD解析と実験を行った．さらに，静止水や油類中で，張力解除時の気泡半径および大気圧解放後の最大気泡半径を近似的に求めることができる気泡力学に基づくモデル方程式を導出した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
①高速超純水用小型キャビテーションタンネルは，水中に不純物や浮遊気泡を含まない状態で張力により気泡核を発生させることができ，当該分野では最初の装置である．②非平衡蒸発と気泡の並進運動を考慮した気泡力学の基礎方程式をCFD解析で得られた流れ場で解いた研究はこれまでなされたことがない．③気泡核発生，成長，離脱，並進運動を観測し，初生に至るまでの素過程を実験及び理論の両面から解明する．④初生に及ぼす溶存空気及び水温の影響を明らかにする．⑤初生の素過程の解明をとおして，実際の流体機器内での初生機構及びキャビテーション流れのモデル化に指針を与えることができる．
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