| 研究課題/領域番号 |
20K22388
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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 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
松下 真太郎 東京工業大学, 工学院, 助教 (20883036)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2023-03-31
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| キーワード | 液膜シミュレーション / AMR / 複数GPU / 界面活性剤 / 粘弾性流体 / 弱圧縮性流体計算 |
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| 研究成果の概要 |
液膜対して超高解像度計算により，液膜内部の流動まで解像した計算を実施した．界面上での界面活性剤輸送方程式に大幅な改良を加えることで，濃度保存性を担保しながら高精度な計算を実現した．界面活性剤濃度と濃度の不均一性を考慮可能な粘弾性モデルをあわせて解き，粘弾性がマランゴニ効果を抑制し液膜を不安定化させ得ること，気泡の変形を抑制することで機械的崩壊を防ぎうることを明らかにした．
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| 自由記述の分野 |
数値流体力学，計算力学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
界面活性剤濃度輸送と粘弾性の両者を考慮可能な計算手法が開発できたことで，数値計算で解明可能な気液二相流現象が広がり，流体力学における現象理解だけでなく，泡を使った洗浄などのいたるところで見られる現象に対する理解が大きく向上し，より流体力学的知見に基づいた設計が可能となる．例えばトランスミッションのギアボックス内の高回転時オイル攪拌ではほとんど泡沫状態となるが，オイルは潤滑・冷却の目的で用いられるため，泡沫の持つ断熱的性質が重要となる．液膜内流動を実験のみで計測・解明するには限界があり，数値計算によって液膜安定化・崩壊を伴う流動特性を解明できれば工学的に有用な知見を得ることができる．
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