界面活性剤溶液中を3次元運動する単一気泡の挙動（第2報：準定常運動する気泡に働く力とスリップ条件）
スポンサーリンク
概要
- 論文の詳細を見る
The surfactant effect on the three-dimensional motion of a single bubble rising in stationary liquid is recently reported by Tagawa et al. (2010) as a first report. In this paper we investigate the forces acting on the single bubble under various surface slip conditions. Using our three-dimensional measurement system, velocities, trajectories and shapes of a bubble of 2.0± 0.1mm diameter in 1-Pentanol solution are obtained. We observe the quasi-steady helical motions without shape oscillations. These motions enable us to apply the generalized-Kirchhoff equation proposed by Mougin et al. (2002) for the calculation of the drag and lift forces. The slip condition is quantified as the normalized drag coefficient CD* which is the experimental drag coefficient normalized by drag coefficients of free-slip and no-slip conditions; CD* = 0 for free-slip, CD* = 1 for no-slip condition. It is found that maximum magnitude of lift force FL is in CD* = 0.12 where the minimum frequencies f and maximum amplitudes A of the bubble horizontal path are seen. We show that the non-monotonic behavior of the frequency f on the slip condition can be explained by the direction of the lift force. Remarkably, for the non-zero CD* in surfactant solution the direction of the lift force is almost constant and lower than that at CD* = 0. It implies that the double-threaded wake keeps almost same alignment in the reference frame due to the constant slip condition along the azimuthal direction.
著者
関連論文
- カーボンナノチューブ垂直配向膜を透過する気体分子の散乱挙動(第1回マイクロ・ナノ工学シンポジウム)
- 企業と混相流(第54回)次世代スーパーコンピュータによる人体のシミュレーション--独立行政法人 理化学研究所
- 不凝縮ガスを考慮した気泡核成長の分子動力学解析 : 第2報,気泡核の成長則の抽出(熱工学,内燃機関,動力など)
- 不凝縮ガスを考慮した気泡核成長の分子動力学解析 : 第1報,成長形態の比較解析(熱工学,内燃機関,動力など)
- 気液二成分系における核生成速度の逆転現象 : 逆転現象における分子径依存性の分子動力学解析(熱工学,内燃機関,動力など)
- 7・6 混相流(7.流体工学,機械工学年鑑)
- マイクロバブルを用いたさまざまな応用技術
- ダイナミック型氷蓄熱システムの解氷予測
- 原子炉熱流動の微視的シミュレーション
- 次世代スーパーコンピュータによる人体のシミュレーション
- T0501-4-2 高エネルギー分子線源に用いる超小型衝撃波管の動作特性の解明(マイクロ・ナノスケールの熱流体現象(4))
- J0102-3-3 組織の加熱凝固を考慮したHIFU治療シミュレーション(次世代生命体統合シミュレーション(3))
- J0102-2-3 Euler型解法FEMにおける固体-固体インターフェースを用いた接触問題の高精度化(次世代生命体統合シミュレーション(2))
- 109 Euler型解法FEMを用いた軟組織穿刺時の摩擦力に対する組織の静水圧の影響の検討(OS6-2:生体モデリングとシミュレーション(2),OS6:生体モデリングとシミュレーション)
- 822 Euler型解法FEMを用いた針穿刺における針と軟組織の変形シミュレーション(J05-1 生命体統合シミュレーション(1),ジョイントセッション,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)
- 界面活性剤溶液中を3次元運動する単一気泡の挙動(第1報)活性剤濃度と3次元軌跡の関係
- T0501-4-1 カーボンナノチューブ垂直配向膜を透過する気体分子の散乱挙動(マイクロ・ナノスケールの熱流体現象(4))
- 固体表面近傍における分子スケールの流動構造 : 第1報, 狭いすきまにおけるLennard-Jones流体の解析
- 界面活性剤溶液中を3次元運動する単一気泡の挙動 : 第1報,活性剤濃度と3次元軌跡の関係(流体工学,流体機械)
- MEMS伝熱面上におけるサブクール沸騰気泡の成長と崩壊(熱工学,内燃機関,動力など)
- 壁近傍を上昇する水中気泡に働く低レイノルズ数域における揚力(流体工学,流体機械)
- 旋回関数の定義と渦流の同定法への応用
- 旋回関数の定義と渦流の同定法への応用(流体工学,流体機械)
- S0203-1-2 鼻腔内気流の数値シミュレーション(上部気道の輸送現象)
- 次世代スパコンによる生体力学シミュレーション
- 超音波音場における微小気泡の成長 : 2周波数重畳法によるRectified Diffusionの増強効果(流体工学,流体機械)
- 329 血流シミュレーションのためのボクセル固体-流体連成解析手法(OS6-5:生体モデリングとシミュレーション(5),OS6:生体モデリングとシミュレーション)
- 821 オイラー型統一解法による固体-流体連成解析手法(J05-1 生命体統合シミュレーション(1),ジョイントセッション,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)
- ボクセルデータと親和性のある固体-流体連成解析手法
- 超音波遺伝子導入の蛍光顕微鏡による可視化
- J0102-1-4 肺気道における気流および物質輸送過程のシミュレーション(次世代生命体統合シミュレーション(1))
- 画像診断支援を目指した肺CTボクセルイメージに基づく気流シミュレーション (日本シミュレーション学会論文誌 論文特集「ライフサイエンスとシミュレーション」)
- カーボンナノチューブ垂直配向膜を透過する気体分子の散乱挙動
- G404 流路縮小部における気泡崩壊現象の実験および数値解析による研究(GS-4 混相流2,一般セッション)
- ダイナミック型氷蓄熱システムの解氷予測
- 1161 二原子分子二体衝突振動緩和過程の解析
- C213 垂直配向単層カーボンナノチューブ膜における気体分子のエネルギー適応過程の解析(マイクロ・ナノスケールの熱輸送現象III)
- M3-11 カーボンナノチューブ垂直配向膜を透過する気体分子の散乱挙動(M3 熱流体デバイス)
- 834 毛細血管における赤血球の変形挙動(J05-3 生命体統合シミュレーション(3),ジョイントセッション,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)
- 2P-53 高濃度マイクロバブルによる信号を用いた画像化手法の開発(ポスターセッション)
- (10)クラウドキャビテーションの崩壊現象を利用した結石破砕法 : 第1報,クラウドキャビテーション制御手法の開発(論文,日本機械学会賞〔2006年度(平成18年度)審査経過報告〕)
- マイクロバブルの発熱作用を利用した腫瘍の加熱凝固治療法の開発
- クラウドキャビテーションの崩壊現象を利用した結石破砕法 : 第1報,クラウドキャビテーション制御手法の開発(流体工学,流体機械)
- 超音波モニタリングによる超音波結石破砕法の最適化
- Si(100)極薄酸化表面の熱分解過程
- 512 カーボンナノチューブ表面で散乱される気体分子の分子動力学解析(T07-3 流体及び界面におけるナノ構造と流動特性(3),大会テーマセッション,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)
- マイクロバブルの基礎と最近の進展 (特集 マイクロバブル利用の最前線)
- 壁面近傍を上昇する変形気泡に働く力の理論解析 : 流体工学,流体機械
- 壁面近傍を上昇する球形ガス気泡に働く揚力
- 壁面近傍における球形ガス気泡の上昇速度
- M6-6 超音波によるマイクロバブル内包型ベシクルの破壊(M6 バイオセンサ・システム)
- シリカ表面における触媒反応機構のマルチスケール解析 : 密度汎関数法による表面素過程のモデル化
- J0102-2-5 オイラー型定式化による流体・構造体連成解析手法の発展(次世代生命体統合シミュレーション(2))
- J0102-2-4 オイラー型有限差分法による流体構造連成解析手法(次世代生命体統合シミュレーション(2))
- マイクロチャネルを用いた微小気泡生成時のスケーリング則に関する研究
- 集束超音波と微小気泡を用いた生体外での加熱実験における温度分布の可視化
- 825 HIFU治療シミュレーションにおける温度上昇の扱いについて(J05-1 生命体統合シミュレーション(1),ジョイントセッション,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)
- 824 生体情報を利用した超音波伝播シミュレータの開発(J05-1 生命体統合シミュレーション(1),ジョイントセッション,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)
- 気泡を含む液体金属中における熱衝撃に伴う圧力波の伝播(流体工学,流体機械)
- 球形気泡クラウドの非線形崩壊挙動(流体工学,流体機械)
- 界面活性剤を含む水中を上昇する気泡の挙動 : 第1報,定常挙動(流体工学,流体機械)
- マイクロバブルの性質と微小気泡発生手法
- 壁面近傍を上昇する微小変形気泡に働く揚力 : 流体工学 , 流体機械
- 二原子分子振動遷移衝突モデルの構築 : 第1報,振動遷移確率(流体工学,流体機械)
- 103 二原子分子振動緩和モデルの構築(O.S.1-1 希薄流)(O.S.1 電子・イオン・分子の流れ)
- 単鈍せん断流中における脂質二分子膜ベシクルの挙動 : 第2報,Tank-treading運動における内部流動場の解析(流体工学,流体機械)
- 単純せん断流中における脂質二分子膜ベシクルの挙動 : 第1報,Tank-treading運動における安定傾き角と膨潤率の関係の検証(流体工学,流体機械)
- 垂直配向単層カーボンナノチューブで修飾された表面における気体分子の散乱機構(分子スケール(1),一般講演)
- オイラー型有限差分法による流体構造連成解析法の開発(バイオ・マイクロ・スポーツの流れ 生体の流れ(1),一般講演)
- 毛細血管における赤血球の流動解析(生体(1),一般講演)
- せん断流中の気泡に働く揚力に対する界面活性剤の影響(流体工学,流体機械)
- 界面活性剤水溶液中における単一上昇気泡の三次元運動の可視化
- 前後非対称な楕円形状を有する気泡に働く抗力
- 微量の界面活性剤が気泡流の巨視的構造に与える影響(粉体物理の現状と展望,2006年度後期基礎物理学研究所研究会)
- 気泡半径運動に対する熱的減衰効果の新たな次元縮約モデル : 第2報,数値シミュレーションによるモデルの検証(流体工学,流体機械)
- 気泡半径運動に対する熱的減衰効果の新たな次元縮約モデル : 第1報,摂動解析(流体工学,流体機械)
- 音場中の球形気泡が放出する第2高調波音の摂動解析(流体工学,流体機械)
- 渦セル流れ中の気泡・粒子の並進運動に対する履歴力の影響(流体工学,流体機械)
- CVDプロセスにおける多重スケール解析 : 第3報, 全衝突断面積及び散乱角モデルの構築
- CVDプロセスにおける多重スケール解析 : 第3報,全衝突断面積及び散乱角モデルの構築(流体工学,流体機械)
- CVDプロセスにおける多重スケール解析 : 第2報, 分子間ポテンシャルモデルの拡張(流体工学,流体機械)
- 102 THINC法を発展させた多次元連続関数を用いる界面捕獲手法の提案(OS1. 流体の数値計算手法と数値シミュレーション(1),オーガナイズドセッション講演)
- G0500-5-4 高エネルギー分子線源に用いる超小型衝撃波管の動作特性の最適化 : 断面収縮形状の評価([G0500-5]流体工学部門一般講演(5))
- S0507-2-2 T字型微小流路におけるマイクロバブル生成過程の解析([S0507-2]気泡力学と界面現象(2))
- T0501-3-6 単層カーボンナノチューブ膜内部における気体分子の拡散運動の数値解析([T0501-3]マイクロ・ナノスケールの熱流体現象(3))
- T0501-3-5 フリースタンディング単層カーボンナノチューブ垂直配向膜と相互作用する気体分子のエネルギー適応過程([T0501-3]マイクロ・ナノスケールの熱流体現象(3))
- J0206-3-3 超弾性体管内流のオイラー型流体構造連成解析([J0206-3]生命体統合シミュレーション(3))
- J0206-3-2 オイラー定式化による流体・構造体連成解析手法の開発と発展([J0206-3]生命体統合シミュレーション(3))
- J0206-3-1 壁面に沿う流れにおける超弾性体粒子のオイラー型シミュレーション([J0206-3]生命体統合シミュレーション(3))
- J0206-2-2 弾性体モデルを用いた集束超音波の解析([J0206-2]生命体統合シミュレーション(2))
- J0206-2-1 不均質媒体中における強力集束超音波の焦点制御に関する数値解析([J0206-2]生命体統合シミュレーション(2))
- 4・2・2 計算バイオメカニクス(4・2 バイオメカニカルエンジニアリング,4.バイオエンジニアリング,機械工学年鑑)
- J0206-2-3 Multi-scale modeling of the cardiovascular system : integration of local flow patterns, arterial wave propagation and global hemodynamics
- J0206-3-6 肺実質の力学特性を考慮した肺気流シミュレーション([J0206-3]生命体統合シミュレーション(3))
- J0206-3-5 呼吸で生じる末梢気道内流れに関するCFD解析([J0206-3]生命体統合シミュレーション(3))
- システム疾患生命科学による先端低侵襲診断治療機器の開発
- 0301 水分子ネットワーク構造におけるプロトン輸送特性の解明(OS3-1 ナノスケールの熱流動現象,オーガナイズドセッション)
- MNM-P4-2 水分子ネットワーク構造におけるプロトン輸送特性の解明(P4 ナノ・マイクロ異相界面センシングと制御)
- 9E-14 Methods for 0-1D coupling and 0-1-3D coupling in hemodynamic modeling
- 9D-14 ボクセル格子法による鼻腔内熱流体解析(OS-6 バイオシミュレーションに向けたイメージベースドモデリングの新展開(3))