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キャビテーションの弱非線形効果を利用した水中高速音響ソリトンの実現と応用

利用空化弱非线性效应的水下高速声孤子的实现与应用

基本信息

批准号：
18K03942
负责人：
金川哲也
金额：
$ 2.91万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

キャビテーションにおける弱い非線形効果の利活用に着目し、水中の気泡の弱非線形振動とそれに伴う気泡流中圧力波の弱非線形伝播を調べるという目的に対し、本年度も、理論的手法を主軸に、数値的手法を併用し研究を行った。その結果下記成果が得られ、9編の査読付雑誌論文が掲載・採択された：(1)昨年度に続き、多分散性のモデリングに関して、異なるアイデアと定式化に基づく理論解析と数値計算を行い、Phys. Fluids とInt. J. Multiph. Flowに各1編が掲載された。(2)昨年度に続き、鮎貝崇広(代表者主宰研究室所属学生／JSPS特別研究員DC1）を中心として、気泡流の二流体モデル方程式の構築および安定性解析に着手し、1編がInt. J. Multiph. Flowに採択された。本研究全般の解析精度向上等に資することが期待される。(3)ゼラチンなどの粘弾性媒質中のキャビテーションの実験的研究が盛んな中にあり、ソフトマターや下記医療応用（超音波腫瘍焼灼など）への展開が昨今注目されている。これにも資する数理モデリングを見据え、粘弾性気泡流中の超音波の解析に新規着手した。液相の弾性を考慮した理論解析と数値計算を行った成果が、Phys. Fluidsに掲載された。更に現在、マグマ流動の発泡に関連する研究にも着手している。(4)非線形効果の応用例の1つとして、超音波診断領域において、超音波造影気泡に係る数理モデルを構築した(Phys. Fluidsに2編掲載、Nonlinear Dyn.に1編掲載）。(5)ここまでの研究成果を社会実装・技術開発に向けて行った提案「水管の損傷回避と洗浄を両立可能な新技術の開発」が、わかしゃち奨励賞を受賞した。現在、各成果の深化・統合・一般化を行っている。上記成果を含む業績に対して、代表者が、日本流体力学会竜門賞などを受賞したことも、本研究成果への一客観評価として重要といえる。

キャビテーションションにおける weak non-linear effect のutilization に目し, water の気bubble のweak non-linear vibration とそれにassisted う気bubble flow medium pressure The wave's weak non-linear broadcast is the purpose of the wave, and the current year is the main axis of the theory, and the numerical method is the combined use of research and practice.そのRESULTS Theoretical analysis and calculation of numerical value, Phys. Fluids とInt. J. Multiph. Flow に 1 series each. (2) Yesterday year, Takahiro Ayugai (representative student of JSPS Special Research Laboratory/JSPS Special Researcher DC1), として in the center, のbubble flow のtwo-fluid モデルequation のconstruction およびstability analysis にstart, 1st edition がInt. J. Multiph. Flowに开択された. The overall analytical accuracy of this study is expected to be higher than expected. (3) Research on the use of adhesive materials in sticky media , ソフトマターやThe following medical treatments (ultrasonic tumor cauterization, など), へのdevelopment, yesterday and today, されている. The new rules for the analysis of ultrasonic waves in viscous-elastic bubble flow are based on mathematical evidence and new rules. The resiliency of the liquid phase has been considered, and the theoretical analysis and calculation of numerical values have been carried out and the results have been obtained. Phys. Fluids has been published. More information is now on, and the research on the relationship between the flow of the flow and the progress of the research is on. (4) Application examples of non-linear effects, Ultrasound diagnostic field, Ultrasonic contrast bubble system, Mathematics and physics (Phys. Fluids 2 edited version, Nonlinear Dyn. (1 edition published). (5) The results of the research and development of social installation and technology proposed by the company "Water Pipe" Damage avoidance and cleansing are possible and new technologies are developed and the rewards are rewarded. Now, the deepening, integration and generalization of each achievement are carried out. The above-mentioned achievements include outstanding performance, the representative, the Japan Fluid Dynamics Society's Dragon Gate Prize, and the Japanese Fluid Dynamics Society's Ryūmon Award, and the results of this research are important and important.