2000年IAOテーマ 周期的な渦流れにおける分散粒子のダイナミクス
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概要
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本研究は,微小重力科学国際公募(IAO)のテーマの一環として,国際宇宙ステーション(ISS: International Space Station)に搭載される実験装置の相互利用を目的として行われた.ハーフゾーン液柱内の対流場を可視化する方法として,一般にトレーサ粒子法が用いられる.地上実験において,対流場が三次元回転振動流を呈する際,トレーサ粒子が1 つの閉じたひも状に集合する現象を捉えている.これをSpiral Loop Particle Accumulation Structure(SL-PAS)と名づけた.本研究では,実験用小型ロケットMAXUS6 を用いた宇宙実験を,2004 年11 月22 日に欧州宇宙機構(ESA)の支援により行った.これにより,微小重力環境下においても粒子が集合し,SL-PAS が形成されることが始めて明らかになった.さらに周方向波数m = 2 及び3 のいずれの場合もSL-PAS の形成に成功した.SL-PAS の上面及び側面の2 方向からの可視化により,微小重力環境下におけるSL-PAS の三次元的構造を再構築することに成功した.さらに同条件での数値シミュレーションによってもSL-PAS の再現に成功した.
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