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J-GLOBAL ID：201202292314072322   整理番号：12A1066257

三次元くびれ中の変形可能な液滴の重量誘導トラップのシミュレーション

Simulations of gravity-induced trapping of a deformable drop in a three-dimensional constriction

著者 (3件)： RATCLIFFE Thomas (Dep. of Chemical and Biological Engineering, Univ. of Colorado, Boulder, CO 80309-0424, USA) ,  ZINCHENKO Alexander Z. (Dep. of Chemical and Biological Engineering, Univ. of Colorado, Boulder, CO 80309-0424, USA) ,  DAVIS Robert H. (Dep. of Chemical and Biological Engineering, Univ. of Colorado, Boulder, CO 80309-0424, USA)
資料名： Journal of Colloid and Interface Science  (Journal of Colloid and Interface Science)
巻： 383  号： 1  ページ： 167-176  発行年： 2012年10月01日 
JST資料番号： C0279A  ISSN： 0021-9797  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 定常状態への人工的進化を用いて,くびれ中に重力下でトラップされた変形可能な液滴の三次元形状を決定するために,効率的アルゴリズムを開発した。シミュレーションの間,トラップされた液滴形状にアプローチするため,Young-Laplace方程式と隣接固体形状からの局所偏差に基づく,合理的に考案した垂直速度を用いて,液滴表面を進展させた。液滴の静的にトラップされた形状への人工的時間依存進化には,しばしば液滴界面でのフリーな部分がYoung-Laplace方程式を満足することが要求される。この解決法の大きな利点は,定常状態への進化を構築するために,数学的に効率的な速度を用いることである。トラップ条件や液滴形状を,変形可能な液滴を三次元くびれ中に重力誘導定着のために検討した。トラップされた液滴が臨界に近い条件については,受動的メッシュ安定化,メッシュ緩和およびトポロジカルメッシュ変換の組み合わせにより,シビアな表面メッシュ変形が処理される。臨界値を超える結合数については,液滴は,トラップ無しに,くびれの孔を通して通過するのに十分なほど変形可能である。臨界結合数は,最小自乗(RMS)表面速度対該当する,臨界値より大きな結合数の線形フィッティングミニマにより決められ,次に,最小rms速度がゼロになる(即ち,液滴がトラップされる)ところまで結合数を外挿する。重力ベクトルに平行な軸をもつ環状や双曲線型チューブのくびれに関しては,トラップされた液滴や臨界結合数についての結果は,以前の高精度の軸対称法[1]で得られた結果と非常に良く一致した。三次元Young-Laplace法および境界面積分法も傾いた3球くびれ中にトラップされた液滴の静的形状に良く一致することが分る。円状環や双曲線型チューブや3,4の球の凝集体を含む,検討した全てのくびれに関して,液滴対孔サイズ比が増大するのに伴い,臨界結合数はほぼ直線的に増大する。対照的に,くびれのタイプや傾斜角,これは重力ベクトルとくびれ孔の平面の垂直線間の角度であるが,は,一般的に臨界結合数に対してはより弱い影響しか及ぼさない。Copyright 2012 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： *くびれ ,  三次元 ,  *液滴 ,  *計算機シミュレーション ,  臨界定数 ,  速度 ,  重力 ,  誘導 ,  方程式 ,  境界層 ,  時間依存性 ,  モデル ,  最小二乗法 ,  近似法 ,  管 ,  アルゴリズム ,  状態 ,  統計量 ,  *捕獲
準シソーラス用語： Young-Laplace方程式 ,  フィッティング【近似法】 ,  定常状態 ,  表面速度 ,  偏差 ,  変形可能モデル

分類 (1件)： 固-液界面  (CB12050B)

タイトルに関連する用語 (5件)： くびれ ,  液滴 ,  誘導 ,  トラップ ,  シミュレーション