| 研究課題/領域番号 |
62460093
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
木本 日出夫 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (70029495)
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| 研究分担者 |
村上 芳則 大阪大学, 基礎工学部, 助手 (90029497)
辻本 良信 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (50112024)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1988
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| キーワード | キャビテーション / 気泡の挙動 / 衝撃圧力 / キャビテーション損傷 / マイクロジェット / 衝撃波 / 局所圧力センサ |
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| 研究概要 |
1、キャビテーション気泡の収縮時に発生する液体マイクロジェット径と同程度の受圧面を持つ局所圧力変換素子(1mm×1mmの受圧面を持つ共振周波数1MHzの圧電素子)を試作して実験用の圧力変換素子群(局所圧力センサ)を作成し、液体マイクロジェットによって生ずる衝撃圧力波形を衝撃波によるものと分離測定し、以下の結論を得た。
(1)液体マイクロジェットによって固体壁面に作用する衝撃圧力は1〜2MPa程度であり、その圧力波形は衝撃波的ではなく"よどみ圧"的である。しかし、その圧力作用の持続時間は80μs程度に渡る場合もあり、またその作用範囲は直径2〜3mmの領域に及んでいる。
(2)キャビテーション気泡の再膨張時に発生する衝撃波による衝撃圧力は30MPa程度の場合もあるが、その測定値は同じ実験条件においても大きく変化する。したがって衝撃波の発生源は非常に局在することから、固体壁面近傍のキャビテーション気泡の場合にはマイクロジェットが貫通して形成された円環状の気泡が、さらに細分化された微細気泡となって衝撃波を出すと考えられる。
(3)以上の結果より、固体壁面上に形成されるキャビテーション損傷の中でスタンプ状損傷は液体マイクロジェットによって、またピット状損傷は衝撃波によって形成されると考えられる。
2、キャビテーション気泡の挙動を高速かつ簡易に観測するために、CCDリニアイメージセンサ・A/D変換器・バッファメモリ・マイクロコンピュータシステムを試作し、この実用価値の高いことを確認した。そして、キャビテーション気泡は2〜3回目の収縮時にも固体壁面上に到達してマイクロジェットを発生し、固体壁面に損傷を与える可能性のあることを示した。
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