非平衡蒸発と並進運動を伴う気泡核のキャビテーション初生機構の理論と実験による解明

理论和实验阐明伴随非平衡蒸发和平移运动的气泡核空化萌生机制

基本信息

  • 批准号:
    22K03911
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

本研究の目的は,高速乱流の水中(最大流速50m/s)で気泡核が水とは異なる速度で並進運動をしながら気泡壁面で非平衡蒸発が発生している状況において,気泡核がキャビテーション初生に至る機構と条件を理論と実験の両面から解明することである.初年度は,まず,気泡が並進運動する場合の最も単純な流れ場の形態である,直円管内の軸上の水流に単一気泡核を流したときの気泡の運動の理論解析と数値解析を一次元で行うことから始めた.水流の圧力分布は直円管内の圧力損失としてダルシー・ワイスバッハの式で与えた.本解析では,気泡の並進運動は,気泡に働く力として水の大域的な圧力勾配による力,水の粘性による抵抗力,付加質量による抵抗力,抗力を考慮した気泡の並進運動方程式を解いて解析した.また,気泡の成長は,気泡壁での非平衡蒸発・凝縮,熱伝導,並進減圧を考慮したRayleigh-Plessetの式を解いて解析した.その結果,気泡半径は最初加速度的に膨張し,その後ほぼ一定の速度で膨張すること,また,気泡の並進速度は水の流速が一定であるにも関わらず水とは異なる速度で徐々に増加することがわかった.次に,テーパ円管内の管軸上を水蒸気のみを含む単一球形気泡が非平衡蒸発を伴いながら膨張,並進運動する場合の解析を気泡力学に基づいて行い,その解析結果を直円管内の解析結果と比較した.解析では,管内流れを定常な準一次元流れとした.解析の結果,直円管の場合もテーパ円管の場合も,ある時刻で突然気泡の膨張速度が大きくなり,その後ほぼ一定速度で膨張を続けること,また,突然膨張速度が大きくなる時刻はテーパ円管の場合の方が直円管の場合よりも早くなることがわかった.
は の purpose, this study high-speed turbulence の water (maximum velocity of 50 m/s) で 気 nucleate が water と は different な る speed で hand movement を し な が ら 気 steam bubble wall で non-equilibrium 発 が 発 raw し て い る condition に お い て, 気 nucleate が キ ャ ビ テ ー シ ョ ン primary に と を theory to る agencies と conditions be 験 の struck surface か ら interpret す る こ と で あ る. Early annual は ま ず, 気 bubble が hand movement す の る occasions most も 単 pure な れ field の form で あ る, straight の has drifted back towards &yen; tube shaft の flow に 単 a 気 nucleate を flow し た と き の 気 bubble の の theory analytical と the numerical analytical を line a yuan で う こ と か ら beginning め た. The <s:1> pressure distribution of water flow <e:1>, the <s:1> pressure loss in a straight tube と, てダ シ シ, シ, ワ and スバッハ are expressed in で and えた. This analytical で は, 気 bubble の は hand movement, 気 bubble に 働 く force と し て water の large domain な pressure hook with に よ る force, water の viscous に よ る resistance, plus quality に よ る resistance, resistance を consider し た 気 bubble の hand movement equation を solution い て parsing し た. Youdaoplaceholder0, bubble growth また, bubble wall で <s:1> non-equilibrium evaporation and condensation, heat 伝 conduction, and pressure reduction を consider <s:1> たRayleigh-Plesset <s:1> equation を solution て て analysis of た. は そ の results, 気 bubble radius of initial acceleration に expansion し, そ の after ほ ぼ certain の speed of で す zhang る こ と, ま た, 気 bubble の hand speed が は の water flow must be で あ る に も masato わ ら ず water と は different な る speed で xu 々 に raised plus す る こ と が わ か っ た. の に, テ ー パ has drifted back towards &yen; tube tube shaft を water steam 気 の み を containing む 単 a spherical bubble 気 が non-equilibrium steamed 発 を with い な が ら expansion, hand in hand movement す る occasions の parsing を 気 bubble mechanics に base づ い い て line, そ analytical results を straight has drifted back towards &yen; の tube の parsing results と し た. Analysis: で で, the flow in the pipe is れを, the steady flow is な, and the quasi-linear flow is れと で た. Parsing の as a result, the straight tube has drifted back towards &yen; の occasions も テ ー パ も tube has drifted back towards &yen; の situations, あ る moment で suddenly 気 bubble の expansion speed が big き く な り, そ の after ほ ぼ certain speed で expansion を 続 け る こ と, ま た, sudden expansion speed が big き く な る moment は テ ー パ has drifted back towards &yen; の occasions の square が straight tube has drifted back towards &yen; の occasions よ り も early く な る こ と が わ か っ た.

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
テーパ円管内定常水流中での気泡核の膨張・収縮に与えるレイノルズ数の影響
锥形圆管内稳定水流雷诺数对气泡核膨胀和收缩的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ryota Fukunaga;Shinichiro Nakao;Yoshiaki Miyazato;陣内 楓,江頭 竜,藤川俊秀,藤川重雄
  • 通讯作者:
    陣内 楓,江頭 竜,藤川俊秀,藤川重雄
非循環型キャビテーションタンネル内での気泡核成長実験と成長の動的閾値
非循环空化隧道中气泡成核生长实验及动态生长阈值
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Keigo Matsuda;Kai Schneider;Thibault Oujia;Jacob R. West;Suhas S. Jain;Kazuki Maeda;藤川俊秀,江頭 竜,陣内 楓,藤川重雄
  • 通讯作者:
    藤川俊秀,江頭 竜,陣内 楓,藤川重雄
グリセリン中で有限時間張力にさらされた気泡核の動的キャビテーション閾値
甘油中有限时间张力下气泡核的动态空化阈值
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yawen Ren;Hironao Ogura;江頭 竜,藤川俊秀,陣内 楓,藤川重雄
  • 通讯作者:
    江頭 竜,藤川俊秀,陣内 楓,藤川重雄
定電流法によるベンチュリノズル内気泡流のボイド率測定に関する実験的研究
恒流法测量文丘里喷嘴气泡流空隙率的实验研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    郭 耀天;蒋 飛;辻 健;加藤 是威;Esteban Lionel;Seyyedi Mojtaba;Shulakova Valeriya;Pervukhina Marina;Lebedev Maxim;田代真樹,江頭竜
  • 通讯作者:
    田代真樹,江頭竜
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

江頭 竜其他文献

Parametric Classification and Prediction Method of Cavitation Inception under a Tension for a Finite Time and Subsequent Atmospheric Pressure
有限时间张力和后续大气压下空化萌生的参数分类和预测方法
  • DOI:
    10.11458/tsj.47.2_116
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    藤川 俊秀;江頭 竜;矢口 久雄;藤川 重雄
  • 通讯作者:
    藤川 重雄
大振幅振動圧力場で非平衡蒸発・凝縮を伴う水蒸気泡の膨張・収縮の気泡力学解析
大振幅振荡压力场中水蒸气气泡非平衡蒸发和凝结膨胀和收缩的气泡动力学分析
フィルター平均速度相関を用いた非一様乱流の定式化の試み
尝试使用滤波器平均速度相关性来制定非均匀湍流
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    江頭 竜;藤川 俊秀;陣内 楓;藤川 重雄;半場藤弘
  • 通讯作者:
    半場藤弘
気泡流中での包絡ソリトンの存在性検証へ向けたNLS方程式の数値的検討
NLS方程数值研究验证气泡流中包络孤子的存在
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    金川哲也;江頭 竜
  • 通讯作者:
    江頭 竜

江頭 竜的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似海外基金

レーザー走査した光熱微小気泡がつくる配向集積場の理解と配向配線技術の開発
了解激光扫描光热微泡产生的对准累积场并开发对准布线技术
  • 批准号:
    24K08145
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
シリコーンゴムの気泡が流体実験のデータに及ぼす影響を理解できる脱泡システムの開発
开发消泡系统,可了解硅橡胶气泡对流体实验数据的影响
  • 批准号:
    24H02502
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
超音波医療用の脂質膜で覆われた気泡のミクロとマクロを接続する新たな数理モデル
一种新的数学模型,将脂质膜覆盖的气泡的微观和宏观方面联系起来,用于医疗超声应用
  • 批准号:
    24KJ0501
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
長時間持続作用のある水素粘性気泡液を応用した口腔粘膜への水素局所療法の開発
长效氢粘稠泡沫液氢口腔粘膜局部疗法的开发
  • 批准号:
    24K20108
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
超微細気泡を用いた虚血再灌流障害の軽減方法の確立
超微气泡减轻缺血再灌注损伤方法的建立
  • 批准号:
    23K25234
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
超微細気泡を用いた金属基複合粉末の開発と積層造形による多機能金属基複合材料の創製
超细气泡金属基复合粉末的开发及增材制造多功能金属基复合材料
  • 批准号:
    24K01207
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
生理活性ガス含有ナノ気泡による効率的な再生医療用細胞の培養技術構築
利用含有生物活性气体的纳米气泡构建高效的再生医学细胞培养技术
  • 批准号:
    24K17570
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
汚染系変形気泡に作用する揚力の表面渦度理論に基づく統一的理解と気泡流への展開
基于表面涡理论对污染系统中变形气泡升力的统一理解及其在气泡流动中的应用
  • 批准号:
    24K00805
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
非球形キャビテーション気泡の特異な崩壊メカニズムの解明と機械損傷低減技術の実現
阐明非球形空化气泡独特的溃灭机理并实现机械损伤减少技术
  • 批准号:
    24K17203
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
微細気泡が食品成分に与える物理的・化学的作用の解明
阐明微泡对食品成分的物理和化学影响
  • 批准号:
    24K17848
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了