水中溶存空気の気泡内への析出を考慮した高速水流中のキャビテーション解析と実験

• 研究課題/領域番号: 25K07576
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19010:流体工学関連
• 研究機関: 福岡工業大学
• 研究代表者: 江頭 竜 福岡工業大学, 工学部, 教授 (60455102)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2027年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2026年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: キャビテーション / 気泡 / 溶存空気

研究開始時の研究の概要

本研究は，高速水流中で発生するキャビテーションを対象として，その発生初期における単一気泡に着目して気泡成長に及ぼす気泡内水蒸気・空気-周囲水間での水中溶存空気の気泡内への析出の影響を理論と実験により解明することを目的とする．理論では，気泡の成長に伴う空気の析出，水の蒸発，熱伝導等及び水流中での気泡の並進運動を考慮して気泡核成長を解析し，ベンチュリ管内でのキャビテーションの発生初期過程の実験により理論解析結果を検証する．本研究では非平衡蒸発に加え，さらに水中溶存空気の気泡内への析出を考慮し，実験で検証する．以上の研究により，高速水流中でのキャビテーションの発生初期過程の正確な解析が可能となる．