界面不安定性による多角形渦輪の形成メカニズム

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本研究の目的は、渦輪が多角形に変形するメカニズムの解明である。粘性流体中を沈降する液滴は沈降過程で渦輪に変形した後、複数の液滴に自発的に分裂するが、この分裂過程で広がった渦輪が容器の側面や底面といった壁（境界）に近づくことから、液滴の変形現象において境界の影響を無視することができない。昨年度は瞬間的な微小外力を加えることで動き始めた物体が静止するまでの緩和過程の測定を通して境界からの距離xに伴い物体が受ける抵抗がどのように変化するか、定量的に調べ、物体と境界の距離xの増加に対して、物体が受ける抵抗力は1/xに近い傾向で減少していたことが分かった。本年度はそれらの結果をまとめ、論文として公表した。このように、境界と物体との距離が固定されている場合の抵抗力の測定には成功したが、成長する渦輪は時間経過とともに境界に近づく非定常な系であり、時間変化の中で受ける抵抗を調べる必要がある。そこで、ポンプを用いて流体の給水や減水を行い、ある位置で定常的に動いている物体に対して境界との距離xが疑似的に時間変化している実験をデザインし、その際の抵抗を調べることにした。来年度も継続して実験を行う。本研究については、国内学会で発表し、成果発表のため学術論文誌への投稿に向けて準備している。