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微小重力環境における液柱マランゴニ対流の不安定性に関する研究

微重力环境下液柱马兰戈尼对流不稳定性研究

基本信息

批准号：
13J02728
负责人：
矢野大志
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は高プラントル数液柱における温度差駆動マランゴニ対流の不安定性と流動構造について明らかにすることを目的とするものであり，本年度は以下の成果が得られた．(1)2008年～2013年に行われた宇宙実験（テーマ略称「MEIS」）で得られた実験データについて，3-D PTVを用いた解析を行い，マランゴニ対流が不安定化すると，渦構造がHydrothermal Wave（液柱表面に生じる局所低温領域）とともに液柱軸方向に伝播することを確認した．渦構造の伝播方向は，Pr=67の場合，ARが1.25以下では高温側から低温側，ARが1.50以上では低温側から高温側であることがわかった．また，Pr=207の場合，ARによらず伝播方向が高温側から低温側であることがわかった．ここで，Prは作動流体のプラントル数，ARは液柱のアスペクト比（液柱高さ/ディスク直径）である．(2)地上実験において，さまざまな液柱形状でマランゴニ対流の振動流遷移条件，振動モードを計測した．液柱形状がマランゴニ対流の不安定性に及ぼす影響を整理するため，（気液界面長さ/液柱ネック径）で定義されるSDRを提案した．SDRは地上実験のみならず，宇宙実験に対しても有効であり，これを用いることで液柱形状がマランゴニ対流の不安定性に与える影響がより詳細に明らかになった．(3)2014年～2015年に行われた宇宙実験（テーマ略称「Dynamic Surf 2」）において，微小重力環境における多くの重要な実験データが所得された．液柱マランゴニ対流に関する宇宙実験は，国際宇宙ステーション日本実験棟「きぼう」における初の科学実験として始まった大規模プロジェクトである．本研究は，そのデータ解析の多くを担うものであり，本研究で得られた成果は今後の液柱マランゴニ対流研究を進めるうえで非常に重要であるといえる．

In this study, the temperature difference, temperature difference, 3Murray D PTV uses the analytical method to determine the stability of the flow, and to fabricate the Hydrothermal Wave (in the field of low temperature on the surface of the liquid column). The direction of the liquid column is the direction of the seeding, the Pr=67 is closed, the AR is below 1.25, high temperature and low temperature. The temperature of AR is higher than 1.50. the temperature is low, the temperature is high, the temperature is low, the temperature is high, the temperature is low, the temperature is low, the temperature is high, the temperature is low, the temperature is low, the temperature is high, the temperature is low, the temperature is high, the temperature is low, the temperature is low, the temperature is high, the temperature is low, the temperature is high, the temperature is high, the temperature is low, the temperature is high, the temperature is high, the temperature is low, the temperature is high, the temperature is low, the temperature is low, the temperature is high, the temperature is low, the temperature is low, the temperature is high, the temperature is low, the temperature is low, the temperature is high, the temperature is low, The shape of the liquid column, the shape of the liquid column, the vibration of the flow, the shape of the liquid column, the shape of the liquid column, the flow, the shape, the shape, the temperature, the In this paper, we use the shape of the liquid column, the shape of the liquid column, the flow characteristics, the analysis and the impact. (3) during the period from 2014 to 2015, there were significant differences in the quality of the universe (abbreviated as "Dynamic Surf 2") during the period from 2014 to 2015, and the results were obtained in the micro-gravity environment. the results of multiple applications in the micro-gravity environment show that there are significant differences between the two groups. In the international universe, there is a great deal of trouble in Japan. In this study, the results of this study show that the results of this study are of great importance to the study of the flow of liquid columns in the future.