| 研究概要 |
本研究においては,高壊食性として注目される渦キャビテーション気泡の崩壊・衝撃・壊食機構の解明と制御を目的として,キャビテーションを中心とした気液二相系渦構造の解明をも合わせ行っている.代表的な剥離渦を示す円柱および三角柱をキャビテータとして選び,気液二相状態の渦キャビテーションの高速度ビデオ観察を中心として実験的研究を行った.ビデオ画像解析および流れ場の検討をも行った.
剥離渦キャビテーションの機構解明および制御を目的として,円柱に3種類の長さをもつスプリッタ板を取り付け,その影響下での渦キャビテーションの様相およびエントレインメント流れの様相などを観察した.その結果,渦に伴うエントレインメント流れを抑制することによりキャビテーションの発生そして気泡崩壊時の衝撃を大きく抑えられることを明らかにした.合わせて,スプリッタ板上での各種崩壊パターンの存在あるいは近傍の気泡崩壊に伴う連鎖的干渉作用の存在を明らかにした.
アルミニウム板,インジウム板,インジウム薄膜板などを用いて壊食実験を行った.その結果,壊食ピット・パターンに種々のタイプがあること,壊食ビットに集団形がありクラウド状渦キャビテーション気泡の挙動と関係づけが可能なこと,壊食ビットに崩壊時の熱発生の影響を受けている可能性が強い痕がみられることなどを明らかにした.
さらに衝撃力センサーを作成し高速度ビデオと連動させ,何枚かの気泡最終崩壊映像と衝撃力の同時計測を行い,その壁面に衝突するように崩壊様相の結果を得ることができた.
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