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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。

キャビテーションにおける weak い nonlinear working fruit のに the mesh し l20, water の気 bubble の weakly nonlinear vibration とそれに with う気 bubble flow pressure wave の weak nonlinear 伝 sowing を adjustable べるという purpose にし polices, this year's も, theoretical methods を spindle に, the numerical methods を line study をしった. Youdaoplaceholder0 results: The following is a record of the achievements が obtained られ, 9 edited そ checked 読 published 雑 paper が published · adopted 択された : (1) yesterday annual に続き, polydispersity のモデリングに masato して, different なるアイデアと demean に base づく theory analytical と lines the numerical calculation をい, Phys. Fluids と Int. J. Multiph. Flow に 1 compiling が first white jasmines load された. (2) yesterday annual に続き, catfish, Mr Chung hiroo representatives (master laboratory belongs to special student/JSPS researcher DC1) を center として, 気 bubble Flow の two fluid モデル equation is の build および stability analytical に to し, 1 が Int. J. Multiph. Flow に mining 択された. The general resolution accuracy of this study is expected to be raised to に and するとがとがされる. (3) ゼラチンなどの sticky 弾 sex medium のキャビテーションの be 験 research が sheng んな in にあり, ソフトマターや under medical 応 remember use (ultrasound swollen sores 焼 burning など) への expand が yesterday today attention されている. Youdaoplaceholder2 れに medical resources する mathematics モデリグをグを see え, <s:1> ultrasound <s:1> analysis in viscoelastic bubble flow に new regulations start た. The liquid phase <s:1> elasticity を considering the た theory analysis と value calculation を line った results が, Phys. Youdaoplaceholder6 published された. Furthermore, に now, the にググに is related to the に development of the flow of the <s:1> bubble. Youdaoplaceholder3 research is being conducted on the にに and the <s:1> てるるる. (4) Nonlinear working fruit のの応 cases 1 つとして, ultrasound diagnosis field において, ultrasound imaging 気 bubble にる mathematical モデルを build した (. Phys Fluids に 2 first white jasmines load, Nonlinear Dyn. に 1 first white jasmines load). (5) ここまでの research を society be loaded, technology open 発に to けて line った proposal "conduit の damage avoidance とを at struck made new technology may なの発" が, わかしゃち incentive reward を who した. Now, each achievement <s:1> deepens · integrates · generalizes を rows ってってるる. Contains written results をむ performance にし seaborne て modality, represent が, Japan fluid 竜 door reward などを who したことも, this research への観 next review 価として important といえる.