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1999 年度 研究成果報告書概要

伸長流れ場における複雑流体の流動特性および構造の変化と伸長特性の関係

研究課題

研究課題/領域番号 10450076
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関大阪大学

研究代表者

中村 喜代次  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30029178)

研究分担者 山本 剛宏  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40252621)
保田 和則  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80239756)
森 教安  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30124069)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
キーワード伸長流れ / 複雑流体 / 粘弾性流体 / 液晶高分子 / レオメータ / 伸長粘度
研究概要

本研究では,伸長特性が重要な役割を果たすと考えられる流れ場を考え,複雑流体の流動解析を行った.ここでは,複雑流体の中から高分子溶液(粘弾性流体)と液晶高分子を取りあげた.
高分子水溶液では,矩形管急拡大流路における粘弾性流体のスタートアップ流れの可視化と,レーザー・ドップラー流速系(LDV)を用いた流速測定を行った.拡大部入り口直後において,ニュートン流体の流れでは見られない得異なフローパターンの時間変化や流速分布の時間変化が観測された.本実験で観測された流動挙動は,拡大部付近の伸長流れと流体の持つ伸長特性に関連するものと予想される.また,数値シミュレーションの結果からも,それらの挙動が流体の伸長特性と関係することが分かった.
液晶高分子関係では,液晶配向膜への応用面から,コーティング流れの研究を行った.Hydroxypropylcellulose(HPC)水溶液をガラス基盤にコーティングした膜表面において低分子液晶(5CB)の平面配向を得た.さらに,構成式にDoiもでるを用いた液晶高分子のコーティング流れのシミュレーションにより,等方相溶液であっても,ダイ出口での伸長流れにより表面近傍において高配向が実現されることが明らかとなった.
また,流体の伸長特性の定量的評価のために,非定常一軸伸長粘度を測定するためのフィラメントストレッチ型レオメーターを製作した.この装置を用いて,高分子水溶液(ポリアクリルアミド水溶液)の非定常一軸伸長粘度を測定した.さらに,フィラメントの伸長速度を一定に保つための伸長アルゴリズムの改良も試みた.

  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] Noriyasu Mori: "Hydroxypropylcellulose Film as Alignment Layers for Liquid Crystals"Macromolecules. 32・5. 1488-1492 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Takehiro Yamamoto: "Numerical Simulation of Viscoelastic Flow in Three-Dimensional Rectangular Abrupt Contraction Channels"J. Textile Mochinery Society of Japan (English Ed). 45・3. 63-70 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Takehiro Yamamoto: "Numerical Analysis of Viscoelastic start-up Flow in Abrupt Contraction-Expansion Channels using stress power"J. Textile Mochinery Society of Japan (English Ed). 45・4. 93-100 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Noriyasu Mori, Masateru Morimoto, Kiyoji Nakamura: "Hydroxypropylcellulose Films as Alignment Layers for Liquid Crystals"Macromolecules. Vol. 32 (5). 1488-1492 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Takehiro Yamamoto, Hideki Akiyoshi, Kiyoji Nakamura: "Numerical Simulation of Viscoelastic Flow in Three-Dimensional Rectangular Abrupt Contraction Channels"J. Text. Mach. Soc. Japan (English Ed.). Vol. 45 (3). 63-70 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Takehiro Yamamoto, Kiyoji Nakamura: "Numerical Analysis of Viscoelastic Start-up Flow in Abrupt Contraction-Expansion Channels using Stress Power"J. Text. Mach. Soc. Japan (English Ed.). Vol. 45 (4). 93-100 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2001-10-23  

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