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2016 年度 実績報告書

マイクロ・ナノサイズの流れにおける複雑流体の流動挙動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26820041
研究機関新潟大学

研究代表者

牛田 晃臣  新潟大学, 自然科学系, 助教 (10582976)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード微小孔 / 圧力損失 / 水 / 界面活性剤水溶液 / 高分子水溶液
研究実績の概要

本研究は,マイクロサイズ(1マイクロメートルオーダー)・ナノサイズ(サブマイクロメートルオーダー)の微小孔を通過する複雑流体の流動特性を圧力損失測定により精密に検討することが目的である.
計画の最終年となる平成28年度は,これまでに完了していない複雑流体を用いた実験(1マイクロメートルオーダーの微小孔を通過する界面活性剤水溶液,高分子水溶液)を実施した.界面活性剤水溶液の場合,添加する対イオンとのモル濃度比により流動挙動が異なり,界面活性剤の種類により大きく異なることを明らかにした.一方,高分子水溶液の場合,比較的濃度の高い水溶液において,圧力変動が大きくなる不安定挙動を確認することができた.染料を混合した試験流体による可視化実験を行い,微小孔上流部に生じる不安定渦を確認することができ,試験流体の種類により大きく異なることも明らかにした.この特異挙動と圧力挙動がおおむね対応することから,本現象が上流部の不安定挙動に起因する可能性を考察した.また,希薄濃度の場合であっても,不安定挙動が発現し,マクロサイズの流れ場とは異なる現象を確認することができ,代表長さが1マイクロメートルオーダー,もしくは,サブマイクロメートルオーダーになると,弱い粘弾性であっても流れに強く影響する可能性を考察した.
なお,計画の最終年であるため,研究成果の発表も重点的に行った.これまでに得られた結果を基にして,査読付き論文発表(6報),国際会議発表(1件),国内学会発表(9件,関連内容を含む)を行った.特に,国際雑誌への論文投稿を積極的に行った.

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Antimicrobial effectiveness of ultra-fine ozone-rich bubble mixtures for fresh vegetables using an alternating flow2017

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Takahiro Koyama, Yoshinori Nakamoto, Takatsune Narumi, Taisuke Sato, and Tomiichi Hasegawa
    • 雑誌名

      Journal of Food Engineering

      巻: 206 ページ: 48-56

    • DOI

      10.1016/j.jfoodeng.2017.03.003

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anomaly of pressure drops of rod-like micelle surfactant solutions passing through small orifices2016

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Shotaro Murao, Tomiichi Hasegawa, Takatsune Narumi, and Keiko Amaki
    • 雑誌名

      Experimental Thermal and Fluid Science

      巻: 70 ページ: 69-76

    • DOI

      10.1016/j.expthermflusci.2015.07.024

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Flow properties of microbubble mixtures and complex fluids passing through micro-apertures2016

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Tomiichi Hasegawa, Taisuke Sato, and Takatsune Narumi
    • 雑誌名

      Nihon Reoroji Gakkaishi

      巻: 44 ページ: 119-129

    • DOI

      10.1678/rheology.44.119

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pseudo-laminarization effect of several types of surfactant solutions in small-sized pipe flows2016

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Akira Ichijo, Taisuke Sato, Tomiichi Hasegawa, and Takatsune Narumi
    • 雑誌名

      Acta Mechanica

      巻: 227 ページ: 2061-2074

    • DOI

      10.1007/s00707-016-1616-3

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Is the water flow more or less than that predicted by the Navier-Stokes equation in micro-orifices ?2016

    • 著者名/発表者名
      Tomiichi Hasegawa, Akiomi Ushida, Takatsune Narumi, and Masaki Goda
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 28 ページ: 092005

    • DOI

      10.1063/1.4962304

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anomalous flow properties of spherical micelle surfactant solutions passing through small-sized slits2016

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Takatsune Narumi, Keiko Amaki, Taisuke Sato, and Tomiichi Hasegawa
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: 61 ページ: 562-574

    • DOI

      10.1016/j.ijheatfluidflow.2016.07.002

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 生野菜を対象とした次亜塩素を含むウルトラファインバブル混合液の殺菌効果2017

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 渡邊麻衣子, 中本義範, 鳴海敬倫, 佐藤大祐, 長谷川富市
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第54期総会・講演会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2017-03-09
  • [学会発表] 微小管内流れにおける種々の希薄高分子水溶液の擬層流化現象2016

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 小川秀一, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      日本機械学会 第94期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      山口大学
    • 年月日
      2016-11-12 – 2016-11-13
  • [学会発表] マイクロオリフィスを通過する界面活性剤水溶液の摩擦損失測定2016

    • 著者名/発表者名
      尾形直樹, 牛田晃臣, 佐藤大祐, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      2016年度精密工学会北陸信越支部学術講演会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2016-11-12
  • [学会発表] 交番流式洗浄におけるウルトラファインバブル混合の効果2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊麻衣子, 牛田晃臣, 中本義範, 佐藤大祐, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      2016年度精密工学会北陸信越支部学術講演会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2016-11-12
  • [学会発表] 微小管内流れにおける複雑流体の擬層流化現象と弾性の関係2016

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 小川秀一, 一条陽, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      第64回レオロジー討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-10-28 – 2016-10-30
  • [学会発表] 微小孔を通過する界面活性剤水溶液の特異流動性2016

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 村尾將太郎, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2016
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-28
  • [学会発表] 微小サイズのスリットを通過する抵抗低減界面活性剤水溶液の流動特性2016

    • 著者名/発表者名
      小林弘太郎, 牛田晃臣, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2016
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-28
  • [学会発表] 強い外部刺激を印加したウルトラファインバブル混合液の洗浄効果2016

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣, 渡邊麻衣子, 中本義範, 長谷川富市, 鳴海敬倫
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] Pseudo-laminarization of several types of dilute polymer solutions in capillary flows2016

    • 著者名/発表者名
      Akiomi Ushida, Shuichi Ogawa, Tomiichi Hasegawa, and Takatsune Narumi
    • 学会等名
      The XVIIth International Congress on Rheology
    • 発表場所
      Kyoto TERRSA
    • 年月日
      2016-08-08 – 2016-08-13
    • 国際学会
  • [学会発表] 複雑流体の微小サイズの流れ場における特異挙動と微細気泡混合効果2016

    • 著者名/発表者名
      牛田晃臣
    • 学会等名
      日本レオロジー学会 第43年会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-05-12 – 2016-05-13
    • 招待講演
  • [備考] 新潟大学 研究者総覧

    • URL

      http://researchers.adm.niigata-u.ac.jp/html/100000734_ja.html

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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