| 研究概要 |
本年度は,主にプログラムコードの改良を行うとともに,その妥当性を実験的に検証した.主な成果は以下の通りである
1)等温系に対するプログラムコードを用いて,溶質濃度差に起因するマランゴニ対流とレイリー対流が内部循環流構造に及ぼす影響を示すマップを作成した.内部循環流構造は大きく3つの領域に分類でき,そのうち2つの領域にインクジェット成膜の操作条件が存在することを見出した
2)等温系に対するプログラムコードを非等温系に適用できるように改良した.その際,従来の解析コードでは液滴と基板の領域を考慮していたが,気相も解析領域に加えることによって,任意の温度・圧力雰囲気における解析が可能になった.加熱基板上における内部流動可視化実験も行うことによって,改良した解析コードの妥当性を確認した.ただし,基板温度の上昇とともに蒸発速度の予測誤差が大きくなる傾向にあること,粘度が増加すると収束が悪化することなどの問題もあり,今後の検討課題である
3)上記のプログラムコードを用いて,基板温度が内部流動に及ぼす影響を検討した.その結果,基板温度の上昇とともに温度差マランゴニ対流が支配的になるが,時間の経過とともに溶質濃度差マランゴニ対流も流動に影響を及ぼし始め,複雑な内部循環流構造を形成することを見出した.また,溶質濃度差マランゴニ対流は接触線付近の溶質濃度を上昇させるように作用し,薄膜形状に影響することが予測された
4)さらに,接蝕線付近の溶質濃度に注目して接触線の固定条件を検討した結果,数値解析結果は実験結果と定性的に一致した.一般的に,基板温度の上昇とともに接触線の固定は早くなるが,ある基板温度領域においてその関係が逆転する場合があり得ることを数値解析は予測しており,今後実験的に確認する必要がある
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