電場・磁場および流動下における複雑流体の内部構造とそのダイナミクス

电场/磁场和流动下复杂流体的内部结构和动力学

• 批准号: 07236206
• 负责人: 滝本 淳一
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07236206/
• 关键词: エレクトロレオロジー流体; マグネトレオロジー流体; 分散系; レオロジー; 複雑流体; 計算機シミュレーション; 可視化

1.流動しているエレクトロレオロジー流体に電場を印加した後のクラスターの成長と応力の増加を、計算機シミュレーションにより調べた。その結果応答時間は、流動のずり速度が速いほど、粒子濃度が高いほど、あるいは電場が強いほど短くなることが明らかになった。ずり速度が速いほど応答時間が短くなる(応答が速くなる)のは、粒子間の衝突頻度が増してクラスターの成長が速くなることと、定常状態でのクラスターが短くなることの、二つの理由による。さらに種々の条件下での応力の時間依存性が一つのスケーリング関数で表されることも見いだした。2.静止しているエレクトロ・マグネトレオロジー流体(EMR流体)に電場と磁場を同時に印加した場合に生じる構造を可視化した。可視化の手法としては、分散媒に熱硬化性のシリコンオイルを用い、外場下で熱を加えて構造を保ったまま固化させ、それを薄く切って顕微鏡観察する、という手法を新たに開発した。可視化の結果、特に電場と磁場を直交させて印加した場合、網目状のクラスターが形成されることを見出した。流動中の構造の可視化が可能な装置を現在計画中である。3.EMR流体に外場を印加した場合のずり応力を測定した。電場・磁場を平行に同時印加すると、それぞれを単独印加した場合の応力の和より強い応力が発生する(正の相乗効果)。しかし電場・磁場を直交させて印加すると負の相乗効果(同時印加による応力の減少)が生じる場合があることを新たに見出した。また周期変動する流動の下での応力測定(動的粘弾性測定)を行う装置を試作し、現在調整中である。

1. The flow し て い る エ レ ク ト ロ レ オ ロ ジ ー fluid を Inca し に electric field after た の ク ラ ス タ ー の growth と 応 の raised を, computer / シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り adjustable べ た. そ の results 応 は answer time, flow の ず り speed が speed い ほ ど, high particle concentration が い ほ ど, あ る い は strong electric field が い ほ ど short く な る こ と が Ming ら か に な っ た. ず り speed が speed い ほ ど 応 answer short time が く な る (応 answer が speed く な る) の は, particle の conflicts between frequency が raised し て ク ラ ス タ ー の が growth speed く な る こ と と, steady state で の ク ラ ス タ ー が short く な る こ と の, two つ の reason に よ る. さ ら に kind 々 の conditions で の 応 force の time dependence が つ の ス ケ ー リ ン グ masato で table さ れ る こ と も see い だ し た. 2. Static し て い る エ レ ク ト ロ · マ グ ネ ト レ オ ロ ジ ー fluid (EMR) fluid を と に electric field magnetic field at the same time に Inca し た occasions に raw じ を る structure visualization し た. Visual の gimmick と し て は, disperse medium に thermosetting の シ リ コ ン オ イ ル を い, outfield で heat を plus え を bartender っ て structure た ま ま curing さ せ, そ れ を cut thin く っ て 顕 micromirror 観 examine す る, と い う gimmick を new た に open 発 し た. Visual の results, と に electric field magnetic field を rectangular さ せ て Inca し た occasions, mesh の ク ラ ス タ ー が form さ れ る こ と を see out し た. <s:1> construction <e:1> visualization in flow が possible な device を is now in the project である. 3.EMR fluid に field を Inca <s:1> た force を determination た た た. Parallel to the electric field, magnetic field を に and Inca す る と, そ れ ぞ れ を 単 alone the Inca し た occasions の 応 force の and よ り strong い 応 force が 発 raw す る (is の 乗 unseen fruit). し か し electric field, magnetic field を rectangular さ せ て Inca す る と negative の phase 乗 unseen fruit (at the same time the Inca に よ る の 応 force decrease) born が じ る occasions が あ る こ と を new た に shows し た. The determination of で 応 force under また periodic change する flow <e:1> (determination of the viscoelasticity of motion)を the う device を is being tested for <s:1> and is currently being adjusted for である.

项目成果

K. Tanaka, K. Koyama 他2名: "Scaling Behavior of Response Time of Electrorheological Suspensions with Cation Exchange Resin Particles" PhysicalReview E. 52(4). 3325-3328 (1995)

K. Tanaka、K. Koyama 和其他 2 人：“阳离子交换树脂颗粒的电流变悬浮液响应时间的缩放行为”PhysicalReview E. 52(4) (1995)。

K. Koyama: "Rheological Synergistic Effects of Electric and Magnetic Fields in Iron Particle Suspension" J. Modern Phys. B. (印刷中).

K. Koyama：“铁颗粒悬浮液中电场和磁场的流变协同效应”J. Modern Phys。

T. Uemura, J. Takimoto 他2名: "Opposite Electro-rheological Effects between Urethane-based Polymers Having Different Terminal Groups" J. Chem. Soc. Faraday Trans.91(6). 1051-1052 (1995)

T. Uemura、J. Takimoto 和其他 2 人：“具有不同末端基团的聚氨酯基聚合物之间的相反电流变效应”J. Chem. Soc. 91(6) (1995)。

K. Minagawa, J. Takimoto 他2名: "Electrorheological Normal Stress Measurements of Polymer Solutions and Suspensions" J. Modern Phys. B. (印刷中).

K. Minakawa、J. Takimoto 和其他 2 人：“聚合物溶液和悬浮液的电流变法向应力测量”J. Modern Phys B.（出版中）。

K. Minagawa, J. Takimoto 他3名: "Electro-Magneto-Rheological Effects in Parallel-Field and Crossed Field Systems" J. Non-Newtonian Fluid Mech.58. 195-206 (1995)

K. Minakawa、J. Takimoto 和其他 3 人：“平行场和交叉场系统中的电磁流变效应”J. 非牛顿流体机械. 195-206 (1995)。