Dynamics of monodispersed bubble generation skirting hydrodynamically crowded circumstance

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傾斜容器内における気泡流の対流開始を調査するため，個別気泡のIBM-DEMカップリング界面追跡シミュレーションを行った．解析領域を準二次元と設定し，変形しない軽量固体粒子の運動と周囲液体の流動を再現した．なお，分散体と連続体の運動量交換と，分散体同士，分散体と容器壁の運動学的条件を考慮している．流動の時間スケール，弾性衝突の時間スケール，気泡の並進や回転の加速時間スケールの異なる時間スケールを効率的に補足するために，ラグランジュ追跡に陰的解法を採用した．気泡間の隙間流れを解像することが可能となり，極めて密な気泡（フォーム）の流動におけるボイコット効果の発現を再現した．ビールやシャンパンなどのフォーム内部に循環流が生じることを確認しており，実験と数値計算の定性的な一致を確認した．過飽和液体中の気泡の成長を調査するため，レーザ誘起気泡を用いた．二気泡の成長が過飽和度に依存することを明らかにした．また，複数気泡の干渉浮上を観察するため，ストークス動力学を用いた．気泡が疎な状態では対流速度が気泡の移動に伴う体積置換で説明できるとを示した．