拡大縮小マイクロチャネル中の流れに及ぼす断面アスペクト比の効果

DURYODHAN V.S.; SINGH Shiv Govind; AGRAWAL Amit

文献

J-GLOBAL ID：201702245645552270 整理番号：17A0752242

拡大縮小マイクロチャネル中の流れに及ぼす断面アスペクト比の効果

Effect of Cross Aspect Ratio on Flow in Diverging and Converging Microchannels

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資料名：
巻： 139 号： 6 ページ： 061203.1-061203.9 発行年： 2017年06月
JST資料番号： C0997A ISSN： 0098-2202 CODEN： JFEGA4 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

非円形マイクロチャネルの流れの調査において,アスペクト比は,重要なパラメータである。本研究で,拡大縮小マイクロチャネル中の流れに及ぼす,三次元数値研究が実施され,クロスアスペクト比(高さ/幅)の効果を調査した。実験は,水を作動液として,拡大角または縮小角(θ)は共に2~14°の範囲,Re数は共に130~280の範囲とした。アスペクト比(α)は,拡大チャネルの入口からの長さが1/3の位置において,0.05~0.49の範囲,縮小チャネルの出口から1/3.6の位置において0.06~0.58の範囲とした。圧力降下に及ぼすアスペクト比の効果が,詳細に調査され,基本流れ領域に相関づけられた。Re数と角度に対して,拡大および縮小マイクロチャネルの両方に対して,アスペクト比と共に,圧力損失が漸近的に減少した。小アスペクト比と小Re数では,圧力損失が角度に対して不変であった。拡大および縮小のマイクロチャネルの両方について,等価流体力学的直径の概念が適用できる。新規の知見として,拡大流路中の流れの剥離の開始と,縮小流路中の流れの加速は,アスペクト比の強い関数であることがわかった。等価流体力学的直径の概念に該当する臨界角度の存在が明らかにされ,Re数に伴う変化が考察された。最後に,流体ダイオード性に及ぼす,アスペクト比の効果が考察され,バルブレスマイクロポンプの設計に有益なことがが示された。

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管内流

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