屈曲構造を持つマイクロ流路における流体挙動とそのシミュレーション
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概要
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マイクロチャネル内の流体は, その低レイノルズ数のために層流が保たれることが広く知られているが, 屈曲構造を持つマイクロチャネルにおける流体挙動はほとんど明らかにされていなかった. ここでは, ヘアピンカーブ構造を持つマイクロチャネル内の2層流体の流体挙動を掴むために, 共焦点蛍光顕微鏡による流体挙動の3次元的直接観察と, 3次元数値流体力学シミュレーションとを行った. これらの結果, 流速が速い場合, カーブにおける慣性力の影響により2層流の界面は大きくゆがみ, 界面面積の増大を生むことが明らかになった. 界面面積の増大は3倍以上にもなることがあることが示された. 界面面積の増大はそれを通した物質拡散を促進し, 化学反応に影響を与える. このことは, マイクロ流路を化学反応場として利用する際には, 流体挙動および混合挙動を把握した上でチャネル構造の設計および作製を行う必要があることを示唆する.
- 社団法人 化学工学会の論文
- 2004-05-20
著者
-
山崎 吉一
福岡大学工学部化学システム工学科
-
諸岡 成治
福岡大学工学部化学システム工学科
-
外輪 健一郎
徳島大学大学院ソシオテクノサイエンス研究部先進物質材料部門
-
前田 英明
産業技術総合研究所
-
山下 健一
独立行政法人産業技術総合研究所ナノテクノロジー研究部門マイクロ・ナノ空間化学グループ
-
山口 佳子
独立行政法人産業技術総合研究所ナノテクノロジー研究部門マイクロ・ナノ空間化学グループ
-
山口 佳子
産業技術総合研究所 マイクロ空間化学研究ラボ
-
高木 史典
佐賀大学大学院工学系研究科 循環物質工学専攻
-
山下 健一
産業技術総合研究所 マイクロ空間化学研究ラボ
-
清水 肇
産業技術総合研究所 マイクロ空間化学研究ラボ
-
外輪 健一郎
九州大学大学院工学系研究院 応用化学部門
-
草壁 克己
九州大学大学院工学系研究院 応用化学部門
-
草壁 克己
九州大学大学院工学研究院 応用化学部門
-
清水 肇
産業技術総合研究所九州センター マイクロ空間化学研究ラボ
-
草壁 克己
九州大学大学院工学研究科材料物性工学専攻
-
草壁 克己
福岡女子大学人間環境学部
-
外輪 健一郎
九州大学大学院工学研究院 応用化学部門
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