| 研究課題/領域番号 |
19K23483
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
武藤 真和 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任助教 (30840615)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| キーワード | 可視化技術 / 流体計測 / 圧力計測 / 偏光計測 / 血管障害 / 光弾性法 / 複屈折 / 複雑流体 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，非接触非定常な流体応力場の光弾性法の開発を目的とする．
本課題で構築した高速度偏光カメラを用いた光弾性法により高分子流体の矩形管内定常層流を計測した結果，鎖状高分子流体が応力負荷時に発する位相差の可視化に成功した．さらに位相差の発現は，レオロジー特性だけでなく，高分子の固有複屈折も影響し，特にセルロースナノクリスタル水溶液の位相差が応力に高い感度を示した．
数値解析した応力分布と位相差分布の空間強度分布が概ね一致したため，位相差から応力への変換に必要な校正係数をCaBER-DoSシステムを用いて取得した．この校正係数により，一軸伸張状態下における高分子流体の応力場の可視化に成功した．
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| 自由記述の分野 |
流体力学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本課題にて構築した光弾性法は非接触かつ高時空間分解能な応力場計測手法である．そのため，非定常せん断応力の調査が鍵となる脳動脈瘤の破裂メカニズム解明に向けて，脈動流速の発達時間 (80 ms程度) 内で瘤内流体応力場を低侵襲に計測でき，今後の医・工学分野発展のキーテクノロジーとなる．さらに計測した実験応力場とPIVやPTVによる実験流速場との比較により，流体応力の数理モデルの妥当性を実験検証でき，その学術的価値も非常に高い．現状の流速を既知とする「流体力学」に対して，本手法の確立により応力を既知とした研究パラダイムへ転換できれば，複雑な流動現象の抜本的な解明と予測・制御へ展開できる．
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