• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2019 年度 実績報告書

オンデマンド型高粘度機能性液体塗布システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17J06711
研究機関東京農工大学

研究代表者

大貫 甫  東京農工大学, 大学院工学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
キーワード流体力学 / 高粘度 / ピンチオフ / 非ニュートン
研究実績の概要

本年度は,二年目の課題であった「高粘度液滴量の制御」に注力した.液滴量は印刷物のクオリティを決定する重要なパラメータである.本研究では,射出された液体ジェットが千切れる(ピンチオフ)過程に着目した.飛翔する液体(液糸)のサイズに着目し,液糸の長さおよび粘度をパラメータとした液糸のピンチオフの有無を実験および数値計算を用いて調査した.その結果,液糸の長さによって液糸のピンチオフの有無が決定されることを示した.さらに,液糸の長さを代表長さとした無次元数(オーネゾルゲ数)により,ピンチオフの有無を記述可能であることを示唆した.加えて先細形状を有する液体ジェットにおいて国際共同研究を実施し,ジェットの生成から液滴形成までを記述可能な非粘性モデルを提案した.これより,先端から千切れる液滴のサイズおよび速度を予測できた.
さらに三年目の研究計画である「非ニュートン流体を用いた液滴射出・機能性液滴塗布」に関する実験を行なった.本年度では,非ニュートン性の中でも粘弾性液体を用い,粘弾性が液体ジェットの生成過程を,高速度カメラを用いて調査した.その結果,粘弾性液体を用いた場合,液体ジェット生成直後の速度はニュートン性流体に比べて速くなることがわかった.その後,粘弾性液体ジェットは急激に減速し,初期界面側へ引き戻されることを発見した.これに関して,粘弾性を考慮した物理モデルを導出し実験と良い一致を得た.さらに本技術の応用先拡大を図り,動物の血液と固体壁との衝突現象について調査を行なった.動物の血液と液体に赤血球を同程度の粒子を混ぜた模擬血液を用いた実験を行い,固体壁への衝突後の液滴飛散現象の違いを比較した.その結果,動物の血液と模擬血液とで液滴飛散現象が異なることがわかった.これより,液滴飛散現象において,血液の持つレオロジー特性が強く影響することが示唆された.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] Universidad de Sevilla(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Universidad de Sevilla
  • [雑誌論文] Impulsive generation of jets by flow focusing2020

    • 著者名/発表者名
      Gordillo Jose Manuel、Onuki Hajime、Tagawa Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: 894 ページ: A3-1 - A3-11

    • DOI

      https://doi.org/10.1017/jfm.2020.270

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 高粘度液体ピンチオフ挙動の解明2019

    • 著者名/発表者名
      大貫 甫, 田川 義之
    • 学会等名
      第123回日本画像学会年次大会
  • [学会発表] 粘弾性流体の集束マイクロジェットに関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      Andres Franco-Gomez, 大貫 甫, 山田 大樹, 長津 雄一郎, 田川 義之
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2019
  • [学会発表] Jet speed control using bubble-contained hydrogel2019

    • 著者名/発表者名
      Hajime Onuki, Akihito Kiyama, Yoshiyuki Tagawa
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Imaging 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact-induced jets of highly-viscous liquids using a simple structured syringe2019

    • 著者名/発表者名
      Hajime Onuki, Kyota Kamamoto, Yoshiyuki Tagawa
    • 学会等名
      72st Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of characteristic components of blood on blood splashing onto a solid wall2019

    • 著者名/発表者名
      Yuto Yokoyama, Masanori Takeda, Hajime Onuki, Yoshiyuki Tagawa
    • 学会等名
      72st Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 国際学会
  • [学会発表] Viscous elastic fluid jets induced by sudden acceleration2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Tagawa, Andres Franco-Gomez, Hajime Onuki, Yuichiro Nagatsu
    • 学会等名
      72st Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2021-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi