音響キャビテーション気泡の極性とソノルミネセンス測定からのメカニズム解明
从声空化气泡极性和声致发光测量中阐明机理
基本信息
- 批准号:19K15452
- 负责人:
- 金额:$ 2.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
- 财政年份:2019
- 资助国家:日本
- 起止时间:2019-04-01 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究では、音響キャビテーション気泡の電気的性質について調べる。令和元年度に実施した研究では、水中のSL単一気泡(SBSL気泡)に直流電圧を極性と電圧値を変えながら印加し、その時の気泡の移動方向からSBSL気泡がプラスに帯電していることを実験的に示した。気泡が帯電を帯びている場合、電場を印加すると気泡は超音波放射力であるビヤークネス力と静電気力の平衡点へその位置が移動するはずである。令和2年と3年では実験より得られた測定値Kellerの式を利用した数値シミュレーションより、水中のSBSL気泡の電荷量を見積もった。平衡点で気泡が受けるビヤークネス力を求めるために、気泡の初期半径値が必要だが実際に測定することは出来ない。そこで、ハイドロフォンで測定した音圧値の条件で、様々な初期半径条件で半径の時間変化を計算し、レーザー散乱光強度測定の結果と最も一致する条件から気泡の初期半径を予測した。その後、測定した音圧値と気泡初期半径を用いた数値シミュレーションを行い、平衡点で気泡にかかるビヤークネス力を数値シミュレーションで求めた。電場強度は気泡位置付近の電位測定から求めた。力のつり合い関係より電荷量を2.5pCと見積もることができた。しかし、音圧値と電場強度は測定値であるため、誤差が生じやすい。各測定誤差を電荷量の評価にも考慮する必要がある。音圧の測定誤差を考慮して、測定値の±0.2気圧の音圧範囲で、同様な数値シミュレーションを測定し、各音圧値の条件での最適な初期半径を散乱光強度測定結果と比較して予測した。得られた初期半径と各音圧値からビヤークネス力を計算し、電荷量を見積もった結果、 ±Δ0.6 pCの誤差を求めることができた。また、誤差には電場強度が最も影響することが分かった。令和4年には数値シミュレーションによるSBSL気泡の帯電量評価の研究成果を論文投稿するための原稿を作成した。
This study examines the properties of で で, audio キャビテ で ショ ショ <e:1>, and the properties of the electric gas in the bubble に で て て modulation べる. To RMB and annual に be applied し た research で の SL 単 a 気 は, water bubble (SBSL 気 bubble) に dc 圧 を と electrical polarity 圧 numerical を - え な が ら Inca し, そ の when の 気 bubble の direction か ら SBSL bubble 気 が プ ラ ス に 帯 electric し て い る こ と を be 験 に し in た. 気 bubble が 帯 electric を 帯 び て い る occasions, electric field を Inca す る と 気 bubble は ultrasonic radiation force で あ る ビ ヤ ー ク ネ ス と electrostatic 気 forces の balance へ そ の position が mobile す る は ず で あ る. Make and 2 years と で は be 験 よ り have ら れ た on determination of numerical Keller の type を using し た the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン よ り, water の SBSL bubble 気 の charge を see product も っ た. Balance で 気 bubble が by け る ビ ヤ ー ク ネ ス force を o め る た め に, numerical が 気 bubble の initial radius necessary だ が be interstate に determination す る こ と は out な い. そ こ で, ハ イ ド ロ フ ォ ン で determination し た sound 圧 numerical で の conditions, others 々 な initial radius calculation し の time variations change を で radius, レ ー ザ ー scattered light intensity measurement の と も most consistent す る conditions か ら 気 bubble の を initial radius can be し た. After そ の, determining し た sound 圧 numerical と 気 bubble radius を early with い た the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を い, balance で 気 bubble に か か る ビ ヤ ー ク ネ を ス force the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で o め た. The electric field intensity ら, bubble position, and the nearest <s:1> potential are determined to obtain めた. The force of the particle を conjunction with the よ relationship, the charge quantity を2.5pCと, see the product る る とがで た た た た. <s:1> じやす, sound pressure value と, electric field intensity と measurement value であるため, error が generation じやす と. Each measurement error を charge quantity <s:1> evaluation 価に 価に consider する necessary がある. Sound 圧 の measuring error を consider し て, determination of numerical の + / - 0.2 気 圧 の sound 圧 van 囲 で, with others in な the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を し, each sound 圧 numerical で の conditions the optimal な の initial radius を scattered light intensity measurement results と し て in measuring し た. To ら れ た と initial radius on each sound 圧 numerical か ら ビ ヤ ー ク ネ ス force を し calculation, charge を see product も っ た results, plus or minus 0.6 pC Δ を の error め る こ と が で き た. Youdaoplaceholder0, error に, and electric field intensity が have the greatest <s:1> influence on する, が, とが, and った. Make and 4 years に は the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ る SBSL 気 bubble の 帯 power rating 価 の research を paper submitted す る た め を の manuscript made し た.
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effects of electric fields on sonoluminescence intensity and bubble dynamics
电场对声致发光强度和气泡动力学的影响
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Hyang-Bok Lee;Pak-Kon Choi
- 通讯作者:Pak-Kon Choi
Charges of sonoluminescing bubble at the liquid-bubble interface
液泡界面处声致发光气泡的电荷
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Hyang-Bok Lee;Pak-Kon Choi
- 通讯作者:Pak-Kon Choi
Estimation of charges of a sonoluminescing bubble under electric field
电场下声致发光气泡电荷的估计
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Hyang-Bok Lee;Pak-Kon Choi
- 通讯作者:Pak-Kon Choi
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李 香福其他文献
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音響キャビテーション気泡の帯電メカニズムの解明
阐明声空化气泡的充电机制
- 批准号:22K14609 
- 财政年份:2022
- 资助金额:$ 2.5万 
- 项目类别:Grant-in-Aid for Early-Career Scientists 
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Development of peening aging processing technology by temperature and pressure control of ultra-high temperature and high pressure cavitation
超高温高压空化控温控压喷丸时效加工技术开发
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- 财政年份:2019
- 资助金额:$ 2.5万 
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C) 
Mechanism of sonoluminescence from alkali-metal atoms
碱金属原子声致发光的机制
- 批准号:21560056 
- 财政年份:2009
- 资助金额:$ 2.5万 
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C) 

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