粉体系と液体系における重力不安定化現象の普遍性解明

阐明粉末和液体系统中重力失稳现象的普遍性

• 批准号: 20K14379
• 负责人: 小林 和也
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nippon Institute of Technology (2022)Tokyo University of Agriculture and Technology (2021)Tokyo Metropolitan University (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14379/
• 关键词: 粉粒体; 物理ゲル; 重力不安定性現象; 非平衡物理; レイリー・テイラー不安定性

本課題は，粉体（例えば砂など）を空気中や液体中で沈降させた際に見られる重力不安定性現象に関して，実験研究を中心に取り組んでいる．このような重力不安定性現象は，液体-液体系ではレイリー・テイラー不安定性として知られており，これまで理論的・実験的研究によって様々な性質が明らかになっているが，液体-粉体においてはあまり理解が進んでいない状況である．本研究では，固体状態（ゲル）と液体状態（ゾル）に加熱や冷却によって可逆的に転移することができる物理ゲルの性質に着目し，粉体の沈降挙動との共通性を詳細に調査することによって，複雑な粉体のダイナミクスを明らかにする．本年度は，昨年度までに改良を加えた充填率制御可能な実験セットアップにさらに一部改良を加えながら，継続使用することで実験を行った．実験では特に粉体粒子の形状に着目した．これまで使用してきた粉体粒子の形状は均一ではなく，この影響については未検討であった．そこで，新たに粒子形状が比較的均一であるガラスビーズを用いて実験を行った．本年度においては，まだ複数の粒径における調査は実施することはできていないが，今回実施した範囲内において，充填率などを変化させながら，多くの定量的データを得ることに成功している．今後，幅広い粒径範囲にて実験を行う計画である．これらの結果については，次年度において論文の執筆・投稿を計画している．さらに，実験の過程で，新たに興味深い粉体流動現象を発見した．この現象は本課題とも大きく関連することから，次年度において並行して研究を進める計画である．また，これらの実験成果については，順次論文としてまとめる計画である．

This subject is concerned with gravitational instability phenomenon in powder (e.g., sand), air and liquid. The phenomenon of gravitational instability is that liquid-liquid systems are unstable and their properties are understood theoretically and practically. Liquid-powder systems are unstable and their understanding is advanced. In this study, the physical properties of solid state and liquid state were investigated in detail, such as heating, cooling, reversible transfer, and so on. This year, the improvement of the filling rate control system in the previous year is possible. The shape of the powder particles is very special. The shape of the powder particles is uniform, and the influence of this is not discussed. The new particle shape is more uniform than the original particle shape. This year, the investigation of multiple particle sizes has been carried out successfully. This year, the investigation has been carried out successfully in the range of filling rate. In the future, the amplitude of the particle size range is calculated. The results of this research are published in the following year. In the course of development, a new phenomenon of powder flow has been discovered. This phenomenon is related to this topic and will be studied in parallel in the next year. This is the first time I've ever seen such a thing.

项目成果

砂はどのように落下しているのか？を解明！粉体の流体近似とその応用に期待

沙子是怎样落下来的？

高粘度液体吐出装置における吐出安定性の向上，

提高高粘度液体点胶设备的排出稳定性，

• 发表时间: 2022
• 作者: 白水孝始;清木直哉; 松本凌;桝冨直人;三上裕也;上田悠太;加藤和利;渡部裕也，釜本恭太，Jingzu Yee，小林和也，田川義之，
• 通讯作者: 渡部裕也，釜本恭太，Jingzu Yee，小林和也，田川義之，

粉体系・液体系の重力不安定性現象における共通的性質

粉末和液体系统中重力不稳定现象的共同性质

• 发表时间: 2020
• 作者: Shin Dongbin;Latini Simone;Schafer Christian;Sato Shunsuke A.;Baldini Edoardo;De Giovannini Umberto;Hubener Hannes;Rubio Angel;小林和也，栗田玲
• 通讯作者: 小林和也，栗田玲

血液-血管応力相互作用の理解に向けた液体高分子と高分子ゲルの高速度光弾性法の 開発

开发液体聚合物和聚合物凝胶的高速光弹性方法，以了解血管应力相互作用

• 发表时间: 2022
• 作者: Feng Ya;Li Henan;Inoue Taiki;Chiashi Shohei;Rotkin Slava V.;Xiang Rong;Maruyama Shigeo;中越 一真，高橋 洋貴，溝口 来成，米田 淳，小寺 哲夫;T. Takaki;武藤真和，ウォービーウィリアム海アレクサンダー，中峰健登，小林和也，田川義之，
• 通讯作者: 武藤真和，ウォービーウィリアム海アレクサンダー，中峰健登，小林和也，田川義之，

Common Properties of Gravitational Instability in Liquid Systems and Granular Materials

液体系统和颗粒材料中重力不稳定性的共同性质

• DOI: 10.3811/jjmf.2021.017
• 发表时间: 2021
• 期刊: JAPANESE JOURNAL OF MULTIPHASE FLOW
• 作者: Kitahata Hiroyuki;Koyano Yuki;小林和也，栗田玲
• 通讯作者: 小林和也，栗田玲