Investigation of multiscale characteristics of fluid flows through the detail analysis of interfacial physical phenomena

通过界面物理现象的详细分析来研究流体流动的多尺度特征

• 批准号: 21246033
• 负责人: MATSUMOTO Yoichiro
• 金额: $ 29.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21246033/
• 关键词: 流体工学; 混相流; 表面・界面活性; 気泡; マイクロ流体; 表面・界面物性; 非平衡現象; 界面活性剤; マイクロバブル

The following 4 points are achieved in this study.(1) Using the results of Molecular Dynamics simulation, a novel mathematical model for Dissipative Particle Dynamics simulation with coarse-grained particles was developed.(2) Drag and lift force acting on a bubble moving in 3-dimensioanl paths in surfactant aqueous solutions was modeled through the detail experiment.(3) Numerical simulation was conducted to investigate the surfactant effect on the bouncing back of two bubbles. It was shown that both Marangoni effect and surface deformation are important for a bubble to bounce back.(4) A novel shape micro channel was designed as a microbubble generation devic and bubbles of diameter were successfully generated. Through the development of a high-speed micro PIV system, we obtained the knowledge of generating smaller microbubbles. Furthermore, a channel for the surface coating bubbles with organic phase are newly designed and microbubbles with the surface coating are successfully generated.

本研究取得了以下4点成果：(1)利用分子动力学模拟的结果，建立了一种新的粗粒粒子耗散粒子动力学模拟数学模型。(2)通过详细的实验，对表面活性剂水溶液中沿三维路径运动的气泡所受的阻力和升力进行了建模。(3)通过数值模拟研究了表面活性剂对弹回的影响。 两个气泡。结果表明，马兰戈尼效应和表面形变对于气泡的反弹都有重要作用。(4)设计了一种新型形状的微通道作为微气泡发生装置，并成功生成了一定直径的气泡。通过开发高速微型PIV系统，我们获得了产生更小的微气泡的知识。此外，新设计了有机相表面涂层气泡的通道，成功生成了表面涂层微气泡。

项目成果

単層カーボンナノチューブ垂直配向膜と気体分子間の相互作用の数値解析

垂直排列单壁碳纳米管薄膜与气体分子相互作用的数值分析

• 发表时间: 2010
• 作者: 川崎淳平;杵淵郁也;高木周;松本洋一郎
• 通讯作者: 松本洋一郎

Heating Location Control of HIFU Treatment Enhanced with Microbubbles Contrast Agents

微泡造影剂强化HIFU治疗的加热位置控制

• 发表时间: 2010
• 作者: Teruyuki Nishihara;Hiroshi Utashiro;Mitauhisa Ichiyanagi;Kiyoshi Yoshinaka;Shu Takagi;Yoichiro Mataumoto
• 通讯作者: Yoichiro Mataumoto

オイラー型有限差分法による流体構造連成解析法の開発

使用欧拉有限差分法开发流固耦合分析方法

• 发表时间: 2009
• 作者: 杉山和靖;伊井仁志;竹内伸太郎;高木周;松本洋一郎
• 通讯作者: 松本洋一郎

鉛直平板付近を上昇する変形気泡の揚力に対する潤滑効果

润滑对垂直板附近上升的变形气泡升力的影响

• 发表时间: 2009
• 作者: 杉山和靖;竹村文男
• 通讯作者: 竹村文男

静止水中を上昇する気泡の3次元挙動に対する界面活性剤の影響

表面活性剂对静水中气泡上升三维行为的影响

• 发表时间: 2009
• 作者: 王海波;金俊完;横田眞一;枝村一弥;田川義之,舟久保亜美,高木周,松本洋一郎
• 通讯作者: 田川義之,舟久保亜美,高木周,松本洋一郎