非ニュートン流体の粘性指状体における界面の不安定成長現象とそのフラクタル特性

非牛顿流体粘指界面的不稳定生长现象及其分形性质

• 批准号: 08750205
• 负责人: 山本 剛宏
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750205/
• 关键词: 非ニュートン流体; 粘性指状体; フラクタル; 不安定成長; Hele-Shawセル; 粘弾性流体; 表面張力; せん断粘度

本研究ではHele-Shawセルと呼ばれる2枚の平行平板間に高粘性流体を充填したものに,低粘性流体を注入したときに生じる粘性指状体の成長現象について考察した.非ニュートン流体の粘性指状体はガス・アシスト・インジェクションという成形過程において観察されている.ここでは低粘性流体に空気を,高粘性流体に非ニュートン流体である高分子溶液を使用して実験を行った.高分子流体はポリアクリルアミド水溶液とカルボキシメチルセルロース水溶液の2種類の水溶液を使用した.これらはともに粘度のせん断速度依存を持つ.また前者は強い曳糸性を示すが,後者はそのような性質は持たない.実験の結果,非ニュートン粘性指状体を高粘性流体に用いた場合には,ニュートン流体の場合にはみられない現象が観察された.ここで得られた結果は以下の通りである.(1)ニュートン流体の場合には指状体が密な構造を取るのに対して,,非ニュートン流体の場合には,せん断粘度のshear-thinning性が'遮蔽'の効果を増大するために粘性指状体は分岐を繰り返しながら成長し,その構造は開いた構造を取る.次元解析の結果から,これがフラクタル構造であることが分かった.(2)指状体の界面では引っ張り変形が生じており,ポリアクリルアミド水溶液のように,流体がstretch-thickening性のような伸長粘度特性を有する場合には,見かけの表面張力が増大し,界面の安定性が促進されることが分かった.

This study focuses on the filling of highly viscous fluid between two parallel flat plates using a Hele-Shaw filter.したものに, low viscosity fluid injection したときに生じるViscous finger-like growth phenomenon について investigation した. Non-ニュートン fluid non-viscous finger-like body forming The process is low viscosity fluid, high viscosity fluid is not high viscosity fluid.ンfluid polymer solution is used. Polymer fluid is used Aqueous solution とカルボキシメチルセルロースAqueous solution の2 typesのAqueous solution をUse した.これらはとThe viscosity of the viscosity depends on the speed. The former has a strong drag property and the latter has a strong drag property. Properties: Result of non-viscous fingers, highly viscous fluids, suitable for use in situations , ニュートンのfluid occasionにはみられないphenomenonが観看された.ここでgetられたRESULTは下の通りである. (1) ニュートンfluid occasion には finger-like body がdensity structure をtake るのに対して,,The situation of non-ニュートン fluids is the same, and the shear-thinning property of the viscosity is the same. The effect of masking is to increase the size of the sticky finger, and the structure of the adhesive finger is to grow. The result of the dimensional analysis is the result of the dimensional analysis, and the structure of the structure is divided into dimensional analysis.た.(2) Finger-shaped interface surface, じており, ポリアクリルアミド aqueous solutionように, fluid がstretch-thickening properties のような elongational viscosity characteristics を有すThe surface tension of the surface is increased, the stability of the interface is promoted, and the surface tension is increased.