超音波が固液混相流体とマイクロバブル気液二相流体に引き起こす音響流

• 研究課題/領域番号: 20560151
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 太田 淳一 福井大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20168941)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2008年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 混相流 / 音響 / 超音波 / 気液二相流 / 固液二相流 / マイクロバブル

研究概要

本研究は,固液混相流体やマイクロバブル(以下,MBと称する)を含む気液二相流媒体に超音波を照射したとき生じる音響流の数値解析に必要な基本的現象及び基本特性を明らかにすることを目的としている.液中にナイロン粒子を含んだ混相媒体は単相流の音響流と類似の流れを形成することが分かった.一方,液中にMBを含んだ混相媒体では,円形平面型超音波用振動子の超音波周波数の違いに伴う超音波の指向性の変化がMBの挙動を大きく変えることが明らかになった.MBは液に比べて音響放射力を強く受けることや浮力の影響によって液に対する追随性が低いためにMBと液は別々に解析する必要がある

研究成果

• [学会発表] Velocity measurements of acoustic streaming in a solid-liquid mixture generated by an ultrasonic wave (effects of irradiation time and particle shape) (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Onaru, M.Iguchi, Y.Sasaki, J.Ohta
  • 学会等名: Proc.of 2010 International Symposium on Advanced Mechanics and Power Engineering
  • 発表場所: University of Fukui
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] Behavior of solid particles and microbubbles in a liquid under ultrasonic waves (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Doyama, K.Yamada, K.Ishikawa, D.Wakabayashi, S.Iwamoto, J.Ohta
  • 学会等名: Proc.of 2010 International Symposium on Advanced Mechanics and Power Engineering
  • 発表場所: University of Fukui
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] Behavior of Solid Particles and Microbubbles in a Liquid under Ultra-sonic Waves (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Doyama, K.Yamada, K.Ishi-kawa, D.Wakabayashi, S.Iwamoto, J.Ohta
  • 学会等名: Proc.of 2010 International Symposium on Advanced Mechanics and Power Engineering
  • 発表場所: University of Fukui
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] Velocity Measurements of Acoustic Streaming in a Solid-Liquid Mixture Generated by an Ultrasonic Wave(Effects of irradiation Time and Par-ticle Shape) (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Onaru, M.Iguchi, Y.Sasaki, J.Ohta
  • 学会等名: Proc.of 2010 International Symposium on Advanced Mechanics and Power Engineering
  • 発表場所: University of Fukui
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] 超音波によって発生した混相媒体中の音響流の速度測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大成将仁, 井口将浩, 太田淳一
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2010
  • 発表場所: 静岡大学
  • 年月日: 2010-07-18
• [学会発表] 超音波によって発生した混相媒体中の音響流の速度測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大成将仁, 井口将浩, 太田淳一
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2010
  • 発表場所: 静岡大学工学部(講演論文集)
  • 年月日: 2010-07-17
• [学会発表] 超音波によって発生した音響流の特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井口将浩, 大西慶彦, 太田淳一
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2009
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-08-09
• [学会発表] 超音波照射下の固液混合液内の粒子挙動(粒子集合条件と集合位置) (2009)
  • 著者名/発表者名: 堂山直紀, 山田啓太, 太田淳一
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2009
  • 発表場所: 熊本大学(講演論文集)
  • 年月日: 2009-08-09
• [学会発表] 超音波照射下の固液混合液内の粒子挙動 (粒子集合条件と集合位置) (2009)
  • 著者名/発表者名: 堂山直紀, 山田啓太, 太田淳一
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2009
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-08-09
• [学会発表] 超音波によって発生した音響流に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井口将浩, 大西慶彦, 太田淳一
  • 学会等名: 第42回北陸流体工学研究会
  • 発表場所: 富山県立大学
  • 年月日: 2009-02-28
• [学会発表] 超音波照射下の固液混合液内の粒子挙動(粒子集合条件と集合位置) (2009)
  • 著者名/発表者名: 堂山直紀, 山田啓太, 太田淳一
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2009
  • 発表場所: 熊本大学
• [学会発表] 超音波照射下の固液混合液内の粒子挙動(粒子集合位置と音圧分布) (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田啓太, 橋本佳洋, 太田淳一
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2008
  • 発表場所: 会津大学(講演論文集)
  • 年月日: 2008-08-08
• [備考] ホームページ等
• [備考] 堂山直紀,円形平面音源による超音波照射の液中にある微小気泡と粒子の挙動に及ぼす影響,平成22年度福井大学大学院工学研究科修士論文,(2011.3)
• [備考] 井口将浩,超音波によって発生した音響流の速度測定,平成21年度福井大学大学院工学研究科修士論文,(2010.3)
• [備考] 山田啓太,固液混合液内の粒子挙動に及ぼす超音波の影響(粒子集合条件と集合位置),平成20年度福井大学大学院工学研究科 修士論文,(2009.3)