2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24654185
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐々木 浩一 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50235248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西山 修輔 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30333628)
富岡 智 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40237110)
高田 昇治 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), その他 (50422788)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ソノプラズマ / 液中プラズマ / 超音波 / キャビテーションバブル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本計画の最終年度にあたる平成26年度には，研究計画調書に記載した研究事項のさらに先を行く研究課題として，本研究で開発した方法で生成されるキャビテーション気泡内で放電プラズマを生成する課題に取り組んだ。キャビテーション気泡雲の中に高電圧電源に接続した棒状電極を挿入したところ，その先端平板部に隣接するキャビテーション気泡の内部において，超音波の周期で点滅するグロー状の放電プラズマが生成された。放電が発生する空間を気泡が存在する空間と比較し，気泡間での放電の伝搬などに関する興味深い結果を得た。また，関連する研究として，液相レーザーアブレーションで生成したキャビテーション気泡内での放電生成実験を行い，気泡内における放電形成過程に関する基礎的な知見を得た。本装置内における超音波圧力分布に関する数値計算では，気泡の存在が超音波場を大きく変化させることを見出し，超音波圧力分布の完全解明に向けての課題を整理した。
研究期間を通じての成果は以下のように総括される。1)パンチングメタル板の挿入によりソノプラズマの生成効率を著しく高める方法を見出し，それを最適化した。2)光波マイクロホンを用いた超音波圧力分布計測およびキャビテーション気泡のシャドウグラフ動画撮影に基づき，本研究の方法によりソノプラズマの生成が効率化できるメカニズムに関するシナリオを構築した。3)本研究の装置における超音波圧力分布に関する数値計算を行い，気泡の存在による超音波場の変化などに関する知見を得た。4)本研究の方法によりソノケミストリープロセスの効率が飛躍的に高まることを実証した。5)本研究の方法で効率生成したキャビテーション気泡内で放電プラズマを生成することに成功し，ソノケミストリープロセスの非平衡化への道筋を示した。
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