| 研究課題/領域番号 |
20K04285
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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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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
岩田 修一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00293738)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | viscoelastic fluid / flow birefringence / negative wake / 粘弾性流体 / 非ニュートン流 / 流動複屈折 / 気泡運動 / 気泡形状 / ゲル化 / 気泡 / 圧力振動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究目的は，粘性が高く，弾性を示す粘弾性流体中に存在する微小な気泡について，数百ヘルツという圧力振動を印加した時に初めて生じる特異な振舞いについて定量的に説明することである．変形を与えられる場において光弾性係数を評価する方法を粘度計を用いて確立する．また，２次元偏光高速度カメラで得られた圧力振動場における気泡近傍の遅延分布について，得られた光弾性係数を用い，気泡近傍で生じる現象を評価・考察する．
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| 研究成果の概要 |
応力制御式レオメーターと532nmの円偏光平行光源を利用し，共軸二重円筒間流路の間隙のサンプルに対して光を透過させ，その透過光を2次元偏光高速度カメラで撮影する方法を用い，気泡形状とレオロジー特性，遅延分布，配向角分布の比較・検討を行った．静止流体中で気柱を形成する過程で強い応力が必要であることが明らかになった．また，圧力振動場における特異な形状を示す気泡の2次元偏光計測より，気泡収縮時には気泡界面の曲率が大きな部分に強い弾性応力が作用していることが示された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
粘弾性流体中で形成される特異な形状を示す界面には，強い応力が作用していることを流動複屈折と応力制御式レオメーター測定のその場観察より明らかになった．また，圧力振動場では，気泡を真球形状に復元する表面張力よりもさらに強い応力が作用し，特異な形状を示すことが示された．本研究の成果は，印加する圧力振動条件の操作により弾性応力を制御し，気泡形状を操作することが可能であることを示した．産業界では，粘弾性流体から気泡を除去するニーズは大きい．今回の成果は，圧力振動場を活用した気泡除去の制御方法への活用が期待される．
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