界面活性剤が気泡流の巨視的構造に与える影響の解明
【研究分野】流体工学
【研究キーワード】
流体工学 / 混相流 / 乱流 / 気泡 / 界面活性剤 / マルチスケール / SSPIV / 実験計測 / 実験 / 気泡クラスター
【研究成果の概要】
垂直チャネル内上昇気泡流の3次元計測をスキャニングステレオPIVにより行うため,主流方向(x方向) 30mm,壁面垂直方向(y方向) 40mm,スパン方向(z方向) 20mmの計測領域を,ガルバノミラーを用いてレーザシートをz方向に走査し, x方向約0. 5mm, y方向0. 50m, z方向約1mmの空間分解能で約10万の速度ベクトルを取得し,流動構造の時間変化を約30Hzで捉えられる3次元計測系を構築した.この計測系で単相乱流場の計測を行い,従来の結果(実験および数値計算)と良好な一致を得た。さらに,この計測システムを利用して,数十個程度の気泡が集積した気泡クラスターが壁面近傍を上昇していく状態で速度場の計測を行い,これまでLDVの計測によってのみ,得られてきた気泡流乱流状態におけるレイノルズ応力の大幅な減少を計測することに成功した。また, PIV計測の特性を活かし,気泡クラスターの影響によりチャネル中央部の乱流構造が変化する様子を可視化することに成功した。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 榊原 潤 | 筑波大学 | システム情報工学科 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
| 小笠原 紀行 | 大阪府立大学 | 工学研究科 | 助教 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2009 - 2011
【配分額】19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)