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2011 年度 実績報告書

超音波によるターゲット自己探索型気泡マニピュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 21360195
研究機関群馬大学

研究代表者

山越 芳樹  群馬大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10174640)

研究分担者 三輪 空司  群馬大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30313414)
キーワード超音波 / 音響放射圧 / 微小気泡 / トラッピング / Bjerknes力 / 気泡間相互作用
研究概要

平成23年度はActiveターゲッティング(外部指令による自己探索型気泡ターゲッティング法)のための新規方法の開発に注力して研究を行った。昨年度の研究で開発した、共焦点レーザー顕微鏡と画像処理法を用いた流路壁面に形成される微小窪みの定量計測法と、流路内部の気泡ダイナミクスの3次元計測法を新たな測定技術として用い、これらを活用してActiveターゲッティング法の最適条件を明らかにした。特に、従来から議論されている微小窪みの総面積だけではなく、微小窪みの質(穴の径の分布、深さの分布、アスペクト比、空間分布)に着目し、これらの評価量を用いて、量および質の評価を行った。流速が低い場合には、流路内で気泡が集合しこの集合気泡が2次超音波の波長間隔で配列するような3次元的なクラウドが形成されるが、このときポンピング超音波の周波数スイープ法など気泡クラウド全体の構造を活用して壁面の気泡密度を向上させることが有効になる。しかしこの実験の過程で流速が速くなると流路中央と周囲との流速差が大きくなるために3次元的なクラウドが形成されにくくなり、周波数スイープ法など3次元的クラウドを基本とする方法の有効性が低下することが昨年度の研究で明らかになったが、流速依存の超音波照射シーケンスの最適化について検討を行い、気泡の捕捉効率向上のための手法(気泡のアンジュレーション法)について提案した。具体的には、気泡群ダイナミクスの解析と超音波照射シーケンスの最適化のために、以下の3つの付帯技術の開発をサブテーマとして遂行した。1.従来研究が行われてこなかった気泡クラウドからのキャビテーションのメカニズムについて、それを、支配する気泡ダイナミクスの解明と最適化、2.気泡クラウドからのキャビテーションについての実験的評価法の確立、3.気泡のプリトラッピングシーケンスの最適化である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Dynamics simulation of microbubbles in ultrasonic wave field considering the secondary Bjerknes force2011

    • 著者名/発表者名
      T.Miwa, Y.Yamakoshi
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 459 ページ: 271-276

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.459.271

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Ultrasonic Wave Irradiation Sequence in Micro Hollow Production Produced by Bubble Cavitation2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamakoshi, T.Miwa
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: 50 ページ: 07HF01-1-5

    • DOI

      10.1143/JJAP.50.07HF01

    • 査読あり
  • [学会発表] キャビテーションにおける気泡クラウドの挙動についての実験的検討2011

    • 著者名/発表者名
      山口淳, 郡裕路, 中野宜泰, 小澤知享, 山越芳樹, 三輪空司
    • 学会等名
      日本超音波医学会関東甲信越地方会23回学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-10-30
  • [学会発表] Evaluation of ultrasonic wave irradiation sequence in bubble cloud cavitation2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamakoshi, T.Miwa
    • 学会等名
      World Congress of Ultrasound in Medicine and Biology
    • 発表場所
      Vienna
    • 年月日
      2011-08-24
  • [学会発表] ソノポレーションにおける超音波照射シーケンスの検討2011

    • 著者名/発表者名
      郡裕路, 山越芳樹, 三輪空司
    • 学会等名
      日本超音波医学会第84回学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-05-27
  • [学会発表] 気泡クグラウトからのソノポレーションについての実験的検討2011

    • 著者名/発表者名
      中野宜泰, 山越芳樹, 三輪空司
    • 学会等名
      日本超音波医学会第84回学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-05-27

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公開日: 2013-06-26  

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