| 研究課題/領域番号 |
21K20420
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
齋藤 慎平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究員 (80909606)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 泡沫 / 界面活性剤 / 光ファイバプローブ / 液膜 / 泡 / 可視化 / 計測 / 気泡 / ソフトマター / 混相流 / マイクロバブル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、気泡が密に詰まった系である「泡沫」を対象とする。光ファイバプローブをベースとした計測法と可視化を組み合わせて泡膜挙動や流動特性を捉え、温度勾配を有する系に当該手法を応用することで、泡沫の断熱特性と泡膜の運動・幾何学構造との相互作用解明を目指す。
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| 研究成果の概要 |
気泡が密に詰まった系である「泡沫」を対象とし，泡沫の微細かつ非定常な挙動と泡沫の巨視的特性を明らかにするための可視化および計測技術の開発を行った。平行平板に泡沫を流動させることで2次元的な観察体系を構築し，泡沫の流動様相がdry状態からwet状態に遷移する条件を明らかにできた。さらに，光ファイバプローブを用いた気液界面の計測系を構築し，泡膜（液相）と気泡（気相）がファイバ先端と短時間で接触する泡沫特有の信号を10 us以下の高時間分解能で捉えることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，泡沫の構造を精緻に捉えるために平行平板間に泡沫を流動させることで2次元的な泡沫の運動をその場で直接観察するとともに，光ファイバプローブによる光学的な気液界面の計測技術を泡沫に適用し，泡沫特有の信号をとらえた。本研究の成果は，極めて複雑で多様な様相を見せる泡沫の「特性理解」の一助となる学術基盤であり，可視化と光学技術を組み合わせることでこれを実現しうることを示した点にある。
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