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2012 年度 実施状況報告書

同心二重マイクロノズルより生成する複合液滴の数値解析

研究課題

研究課題/領域番号 24560917
研究種目

基盤研究(C)

研究機関埼玉大学

研究代表者

本間 俊司  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (90219246)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードCompound Drop
研究概要

本研究の目的は、数値シミュレーションによって同心二重ノズルからの液滴生成を再現し、流路の設計指針や最適な操作条件を見出すことである。
平成24年度は、軸対称の複合液滴生成シミュレーションコードを開発し、その数値実験に着手した。外部流体を加速するためにノズル前方に配置したオリフィスの寸法を種々変化させ、複合液滴生成の様子を観察した。また、外部流体の流量を変化させて、同様な観察を行った。その結果、ノズル前方に配置したオリフィスの径によって、液滴生成モードが変化することがわかった。また、複合液滴のサイズの制御も可能であることがわかった。さらにオリフィスの長さは、液滴生成にほとんど影響がないことが明らかとなった。外部流体の流量を制御することによっても、複合液滴の生成モードが変化した。特に、ある流量を境に液滴径が急に増加する点を発見した。そのメカニズムについては平成25年度に詳細な調査をする予定である。
三次元の複合液滴生成シミュレーションのための計算コードは現在開発中で、特に研究成果は得られていない。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

軸対称の複合液滴生成シミュレーションコードの開発および数値実験は順調に進んでいるが、三次元の複合液滴生成シミュレーションのための計算コード開発がやや遅れている。

今後の研究の推進方策

三次元の複合液滴生成シミュレーションのための計算コード開発に注力する。軸対称の複合液滴生成シミュレーションコードを用いた数値実験も引き続き実施する。

次年度の研究費の使用計画

数値実験実施のためのワークステーションを購入する。学会での成果発表は引き続き行うので、参加費および旅費を使用する。さらに、海外研究協力者との打ち合わせのための旅費も使用する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Computations of Breakup Modes in Laminar Compound Liquid Jets in a Coflowing Fluid2013

    • 著者名/発表者名
      Vu, T. V., Homma, S., Tryggvason, G., Wells, J. C., Takakura, H.
    • 雑誌名

      International Journal of Multiphase Flow

      巻: 49 ページ: 58-69

    • DOI

      10.1016/j.ijmultiphaseflow.2012.10.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Calculations of Pattern Formation of Compound Drops Detaching from a Compound Jet in a Co-flowing Immiscible Fluid2012

    • 著者名/発表者名
      Vu, T. V., Wells, J. C., Takakura, H., Homma, S., Tryggvason, G.
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: 45 ページ: 721-726

    • DOI

      10.1252/jcej.11we256

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computations of Compound Capillary Jets2012

    • 著者名/発表者名
      Vu, T. V., Wells, J. C., Takakura, H., Homma, S., Tryggvason, G.
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Advances in Computational Mechanics

      巻: なし ページ: CD

  • [雑誌論文] Numerical Simulations of Dripping – Jetting Transition of Laminar Capillary Compound Jets in a Co-flowing Outer Fluid2012

    • 著者名/発表者名
      Vu, T. V., Wells, J. C., Takakura, H., Homma, S., Tryggvason, G.
    • 雑誌名

      Proceedings of The 8th KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference

      巻: なし ページ: CD

  • [雑誌論文] Computations of compound drop formation: The effect of slit on the size of resulting compound droplets2012

    • 著者名/発表者名
      Kim, T., Homma, S., Koga, J.
    • 雑誌名

      Proceedings of IWPI2012

      巻: なし ページ: CD

  • [学会発表] Formation of a Laminar Compound Jet and Its Breakup into Compound Droplets2013

    • 著者名/発表者名
      Truong, V. V., Takakura, H., Wells, J. C., Homma, S., Tryggvason, G.
    • 学会等名
      化学工学会第78年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      20130317-20130319
    • 招待講演
  • [学会発表] 複合液滴の生成シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      本間俊司、森口公太、キムテソン、古閑二郎
    • 学会等名
      化学工学会第44回秋季大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      20120919-20120921

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公開日: 2014-07-24  

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