| 研究課題/領域番号 |
18360083
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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 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
阿部 豊 筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 教授 (10241720)
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| 研究分担者 |
松本 聡 独立行政法人宇宙空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 研究員 (90360718)
西成 活裕 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (40272083)
渡辺 正 独立立政法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主幹 (50391355)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
16,830千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 2,130千円)
2007年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2006年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
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| キーワード | 非線形 / ダイナミクス / 超音波 / 静電浮遊 / 浮遊液滴 / レベルセット法 / PIV |
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| 研究概要 |
浮遊液滴の非線形ダイナミクスに関する実験と理論解析ならびに数値シミュレーションを行って、以下の事を明らかにした。
・静電浮遊システムを用いて空間に浮遊させた浮遊液滴の界面変形や振動や回転の挙動を実験的に調べることによって得られた知見を用いて、これまで不可能であった10^<-1>から10^2[Pa・s]までの広範囲の粘性領域に適用する粘性係数測定方法を提案することができた。
・液滴内部の三次元流動を把握するための内部流動観測用実験装置を製作し、液滴の赤道面のステレオ画像を撮影することに成功した。左右の画像の速度差から浮遊液的内部の三次元の速度成分が算出できる可能性を示すことができた。
・ダイアモンドエアサービスーの航空機を用いた微小重力実験を実施し、微小重力環境下における三次元液滴内部流動観測用実験装置を用いた大型浮遊液滴の界面変形と内部流動の可視観測を成功させた。
・これらの実験と同時に浮遊液滴の非線形を含む界面変形を取り扱うための微分幾何学的枠組みを用いた界面変形に対する新しい非線形理論の構築を行っている。
・浮遊液滴界面の非線形でダイナミックな挙動や内部での流動を再現するための多次元で非定常の数値解析手法を用いた解析を行っている。
・今後、静電浮遊システムならびに超音波浮遊システムを用いた液滴浮遊実験を実施するとともに新しい非線形理論の構築と数値解析の実施をさらに実施することによって、浮遊液滴の非線形ダイナミクスを解明し、将来の宇宙環境下での浮遊実験に資する科学的知見を得てゆくこととする。
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