液柱内マランゴニ対流における動的粒子集合(PAS)及びカオス化過程の研究

液柱中马兰戈尼对流的动态粒子组装（PAS）和混沌过程研究

• 批准号: 03J01292
• 负责人: 田中 志穂
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J01292/
• 关键词: マランゴニ対流; 粒子; 表面張力; 対流パターン; 微少重力; 微小重力

粒子集合現象(PAS)のうち,粒子がひも状に集合するSpiral loop PAS (SL-PAS)に関して,以下に示す成果を得た.(1)小型ロケットを用いた宇宙実験結果の解析と地上実験との比較PAS発生に対する重量の影響を調べるため,昨年度11月,Sweden (Kiruna)において小型ロケットMAXUS-6を用いた微小重力実験を実施した結果,微小重力下におけるモード(m)=3及び2のSL-PASの存在を始めて見出している.このとき得られた画像データを解析し宇宙実験におけるSL-PASの三次元的構造を再構築することに成功した.またこれを同条件の地上実験結果と比較することにより,地上実験と宇宙実験におけるSL-PASの差異を見出した.また,宇宙実験ではアスペクト比を変化させる過程でしか観察されなかったm=2におけるSL-PASに関して,地上実験結果と比較することにより,今後行われるISS実験につながる有意な考察を得た.これらの結果は,ヨーロッパ微小重力学会および日本微小重力応用学会で発表した。(2)TS-PASの発生必要条件実験により得られたSL-PAS上の個々の粒子の挙動,数値シミュレーションによる自由表面の温度伝播及び液柱内部の周方向回転成速度成分と比較することにより,SL-PASの発生には自由表面上のマランゴニ効果と液柱内部を一巡する周方向流れの発現が不可欠であることを見出した.これまでの結果とあわせ,SL-PASの研究成果をPhysics of Fluidsに発表した.(3)様々な粒子集合液柱径,試験流体を変化させることによって,これまで発見している粒子集合に加えて,新しい粒子集合を捕らえることに成功した.

Particle aggregation phenomenon (PAS) is related to Spiral loop PAS (SL-PAS), and the following results are shown. (1)Analysis of the results of cosmic simulation for small scale applications and comparison of ground conditions with PAS generation for weight adjustment. Last November,Sweden (Kiruna) observed the existence of SL-PAS for (m)=3 and 2 in microgravity. This is the first time I've ever been able to analyze the universe and reconstruct it. The difference between the results of the same conditions and the results of the same conditions can be seen in SL-PAS. In the process of the universe's transformation, the universe's results are compared with those of the universe's transformation. In the future, the ISS's transformation is intentionally investigated. The results of this research are as follows: Microgravity Society and Japan Microgravity Application Society. (2) The necessary conditions for the development of TS-PAS are obtained. The temperature variation on the free surface and the velocity component in the circumferential direction of the liquid column are compared. The results of SL-PAS are presented in Physics of Fluids. (3)The diameter of the particle collection liquid column, the test fluid is changed, the particle collection is added, and the new particle collection is captured.

项目成果

Particle Accumulation Structure in Thermocapillary Convection of Small Liquid Bridge

小液桥热毛细管对流中的颗粒堆积结构

• 发表时间: 2005
• 期刊: Sixth Japan/China Workshop on Microgravity Sciences
• 作者: Daisuke Narita;et. al.;T.Seki;Y.Sasaki
• 通讯作者: Y.Sasaki

Flow structure and particle accumulation in thermocapillary convection in a liquid bridge

液桥热毛细管对流中的流动结构和颗粒积累

• 期刊: Physics of Fluids (受理)
• 作者: S.Tanaka;H.Kawamura;I.Ueno;D.Schwabe
• 通讯作者: D.Schwabe

Shiho T. et al.: "Non-Linear flow field and dynamic particle accumulation in the thermocapillary convection of a liquid bridge"Microgravity transport processes in fluid, thermal, biological and materials Sciences III (Switzerland,9/14-19). MTP-03. 76 (200

Shiho T.等人：“液桥热毛细管对流中的非线性流场和动态颗粒积累”流体、热、生物和材料科学中的微重力传输过程III（瑞士，9/14-19）。