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非ニュートン流体の微粒化現象および付着現象に関するプロセス解析

研究課題

研究課題/領域番号 18H01764
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分27010:移動現象および単位操作関連
研究機関九州工業大学

研究代表者

齋藤 泰洋  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50621033)

研究分担者 城田 農  弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (40423537)
松下 洋介  東北大学, 工学研究科, 准教授 (80431534)
青木 秀之  東北大学, 工学研究科, 教授 (40241533)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
キーワード微粒化 / 噴霧塗装
研究成果の概要

自動車の噴霧塗装における微粒化現象および付着現象を実験および数値解析により検討した.既存の解析手法を高度化し,非ニュートン性粘度モデルを導入した.単一の液滴を固体壁に衝突させた際,衝突直後は流体の種類によらずいずれの流体の挙動は同様であったが,液滴が広がった後の収縮の段階では非ニュートン流体の挙動はニュートン流体の場合とは異なった.液体と気体のクロスフロー現象の実験において,液体の粘度が液柱の分裂に影響を及ぼすことを示した.数値解析により液体の非ニュートン性が液柱の微粒化の促進,先端到達距離を増加させることおよび液体のスパン方向への広がりを増加させることに影響を及ぼすことを示唆した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

自動車の塗装プロセスを想定し,液体と気体のクロスフロー現象および液滴の固体壁への衝突を対象とした実験および数値シミュレーションを実施し,非ニュートン性流体およびニュートン流体との違いを検討した.これにより,比較的粘度が高い塗料の流動特性を明らかにし,より高度なプロセス開発への貢献が可能となった.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [学会発表] 液体と気体のクロスフロー現象における流体速度に関する実験的検討2020

    • 著者名/発表者名
      宮本真希, 齋藤泰洋, 城田農, 松下洋介, 青木秀之, 馬渡佳秀, 山村方人
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 非ニュートン流体モデルを考慮した液体と気体のクロスフロー現象に関する数値解析的検討2020

    • 著者名/発表者名
      向井健人, 齋藤泰洋, 城田農, 松下洋介, 青木秀之, 馬渡佳秀, 山村方人
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 液滴の固体表面への衝突時における液体物性が液滴変形に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      程志欣, 齋藤泰洋, 城田農, 松下洋介, 青木秀之, 馬渡佳秀, 山村方人
    • 学会等名
      化学工学会九州支部オンライン学生発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 粘性境界層厚さを考慮した衝突液滴の最大径に対するスケーリング則2019

    • 著者名/発表者名
      秋山由佳, 川崎智弘, 城田農, 齋藤泰洋
    • 学会等名
      日本混相流学会混相流シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ベル型静電塗装機における気液二相流解析2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤泰洋
    • 学会等名
      日本塗装技術協会第3回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 界面捕捉法を用いた回転霧化塗装シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤泰洋
    • 学会等名
      化学工学会材料界面部会・塗布技術研究会(第62回関西定例会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自由表面流れ解析による液体微粒化現象の検討2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤泰洋
    • 学会等名
      液体噴霧に関するワークショップ”Discovery in Fragmentation”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of Electric Field on Breakup of a Liquid Ligament2018

    • 著者名/発表者名
      H. Mayusumi, Y. Saito, Y. Matsushita, H. Aoki
    • 学会等名
      15th International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 九州工業大学研究者情報

    • URL

      https://hyokadb02.jimu.kyutech.ac.jp/html/100001155_ja.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 研究者詳細|齋藤泰洋

    • URL

      https://research02.jimu.kyutech.ac.jp/html/100001155_ja.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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