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J-GLOBAL ID：201202240483529447   整理番号：12A0594770

フロント・トラッキング法を用いた自由界面と剛体壁における単一気泡の反発現象の解析

著者 (6件)： 大山峻幸 (東大 大学院工学系研究科) ,  伊井仁志 (東大 大学院工学系研究科) ,  杉山和靖 (東大 大学院工学系研究科) ,  竹内伸太郎 (大阪大 大学院工学研究科) ,  高木周 (東大 大学院工学系研究科) ,  松本洋一郎 (東大 大学院工学系研究科)
資料名： 混相流  (Japanese Journal of Multiphase Flow)
巻： 26  号： 1  ページ： 60-67  発行年： 2012年03月15日 
JST資料番号： L2494A  ISSN： 0914-2843  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 液体中を上昇した気泡が自由表面に到達し,崩壊せずに界面と反発する現象が存在することが知られている。本報では自由表面または剛体壁面と衝突する気泡の挙動数値解析し,粘性および表面張力の影響を調査した。移動境界に対する問題で反発過程における表面エネルギーと力学エネルギーの交換を正しく捉えるために,フロント・トラッキング法を用いた。支配方程式は連続式と,重力および表面張力を考慮したNavier-Stokes方程式である。解析結果は自由界面および剛体壁における気泡反発のいずれにおいても,表面張力係数を変化させた場合,接触時間は表面張力係数の-0.5乗に比例し,バネ質点系によるモデルが妥当であり,また気泡浮上速度と気泡径で無次元化した接触時間は粘性係数や気泡径によらずWe^0.5に比例する統一的表現ができることを確認した。さらにキャピラリー数とStokes数の比(Ca/SAT)が大きいほど自由表面と固体壁面での反発係数の差が大になることを確認した。

シソーラス用語： *気泡 ,  *斥力 ,  ばね質点振動系 ,  接触時間 ,  混相流 ,  界面 ,  *自由表面 ,  *壁 ,  毛細管 ,  無次元数 ,  追跡
準シソーラス用語： Capillary数 ,  トラッキング

分類 (1件)： 流体動力学一般  (BC02010G)

引用文献 (11件)：

• [1] Sanada, T., Watanabe, M. and Fukano, T., Effects of Viscosity on Coalescence of a Bubble upon Impact with a Free Surface, Chemical Engineering Science, Vol. 60, 5372-5384 (2005).
• [2] Uchida, U., Sato, A., Shirota, M., Sanada, T. and Watanabe, M., Bouncing of a Single Bubble on a Free Surface in Super Purified Water, JSMF Annual Meeting 2007, The Japanese Society for Multiphase Flow (2007).
• [3] Legendre, D., Claude D, C. and Guiraud, P., Experimental Study of a Drop Bouncing on a Wall in a Liquid, Phys. Fluids, Vol.17, 097105 (2005).
• [4] Davis, R., H., Schonberg, J., A. and Rallison, J., M., The Lubrication Force between Two Viscous Drops, Phys. Fluids, Vol. A 1 (1), 78-81 (1989).
• [5] Chesters A. K. and Bazhlekov I. B., Effect of Insoluble Surfactants on Drainage and Rupture of a Film between Drops Interacting under a Constant Force, Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 230, 229-243 (2000).

タイトルに関連する用語 (7件)： フロント ,  自由界面 ,  剛体壁 ,  気泡 ,  反発 ,  現象 ,  解析