| 研究課題/領域番号 |
10440119
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
高木 隆司 東京農工大学, 工学部, 教授 (80015065)
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| 研究分担者 |
甲田 精宏 東京農工大学, 工学部, 助教授 (60015039)
佐野 理 東京農工大学, 工学部, 教授 (80126292)
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| キーワード | 流動層 / 粒子配置 / 可視化 / 蛍光物質 / 屈折率整合 |
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| 研究概要 |
本研究は、液体中に分散している多数の透明な球形粒子の3次元配置を、可視化する方法の確立を目的とする。その基本原理は、液体と粒子の屈折率を合わせ、さらに液体中に微量の蛍光物質を溶解しておき、レーザーシートを照射することによって、液体部分だけを発光させるというものである。
種々の試行錯誤の結果、下記の条件の組み合わせが最適であることがわかった。さらに、この条件に従って、流動層中で粒子が乱雑に運動させるような装置を作成して、粒子の運動を可視化するための予備実験をおこなった。
粒子としては、直径15mmの透明なアクリル球(屈折率=1.49)を選んだ。液体としては、2種のシリコンオイル、KF56(屈折率1.496)とKF96-50CS(屈折率1.402)を、体積比12:1で混合し、それに蛍光物質(pyrromethene 580)を5.72×10^<-4>g/lほど融解した。これらの粒子と液体を透明な容器に入れ、横からアルゴンイオンレーザーのシートで照射すると、レーザーシート面上の液体部分だけが明るく光り、手前に他の粒子があるにも関わらずシートに垂直な方向から、その液体部分がはっきり見えた。その写真のコントラストを定量的に測定することにより、摂氏30度付近でもっとも明瞭に可視化できることがわかった。
現在、3次元的な流動層を実現する装置によって、瞬間的な粒子配置を可視化する実験をおこなっている。今後は、各粒子の位置と速度を定量的に測定する方法を確立する予定である。
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