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J-GLOBAL ID：202002234021283023   整理番号：20A0987727

蒸発・増粘を考慮したインクジェット着弾シミュレーション

Droplet Deposition Simulation with the Consideration of Evaporation and Viscosity Change

著者 (2件)： 門永雅史 (株式会社リコーCP事業本部 事業戦略室 戦略企画グループ) ,  門永雅史 (東京工業大学 工学院機械系)
資料名： 日本画像学会誌  (Journal of Imaging Society of Japan)
巻： 59  号： 1  ページ： 83-95(J-STAGE)  発行年： 2020年 
JST資料番号： G0323A  ISSN： 1344-4425  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： 水分蒸発による増粘を考慮した自由表面解析モデルを考案し,インクジェット液滴の着弾現象をシミュレーションで解析したので報告する.3次元数値流体力学ツールであるOpenFOAMの自由表面ソルバーを改良し,蒸発・増粘,動的接触角,動的表面張力のモデルを追加して着弾シミュレータを開発した.接触角,表面張力,接触角の時間変化を考慮して,通常の自由表面形状計算を行う.次に,インク中の水分濃度,大気中の水蒸気濃度を移流拡散方程式で計算し,さらに蒸発による体積変化を補正する.水分濃度とVOF(Volume of Fluid)値(流体存在割合)から,各メッシュにおける粘度を計算し,ナビエストークス方程式から速度・圧力を計算する.蒸発が終了するまで一連の計算を繰り返すことで着弾現象が解析可能となった.液滴体積,メディア,温度を変えた条件で計算を行い,実験結果を再現可能であることを確認した.しかしながら本計算モデルには多くの仮定やあわせこみが必要あり,インクジェット着弾解析を行うにあたっての今後の課題が明らかになった.(著者抄録)

シソーラス用語： *インクジェット印刷 ,  ジェットプリンタ ,  蒸発 ,  現象 ,  計算機シミュレーション ,  自由表面 ,  計算流体力学 ,  Navier-Stokes方程式 ,  接触角 ,  界面張力 ,  拡散方程式 ,  *液滴 ,  計算モデル ,  数値解析 ,  ダイナミックモデル ,  含水量 ,  依存性 ,  温度依存性 ,  *粘度
準シソーラス用語： インクジェットプリンタ ,  移流拡散方程式 ,  湿度依存性 ,  増粘

著者キーワード (10件)： インクジェット ,  液滴 ,  着弾 ,  シミュレーション ,  移流拡散方程式 ,  Inkjet ,  Droplet ,  Deposition ,  Simulation ,  Convection-diffusion-equation

分類 (1件)： 印刷  (ZA05040A)

引用文献 (10件)：

• 1) R. Takahashi and T. Ito, “Development of MPS Simulation of Wetting Behavior in Hydrophilic Condition,” Proceedings of the 117th Annual Conference of the Imaging Society of Japan (Imaging Conference JAPAN 2016) (2016), pp. 121-124 [in Japanese].
• 2) H. Kutsuna, “A Simulation of Inkjet Imaging, Based on Lubrication Theory,” Proceedings of the 111st Annual Conference of the Imaging Society of Japan (Imaging Conference JAPAN 2013) (2016), pp. 153-156 [in Japanese].
• 3) Yasumatsu, K. Nakaso, and J. Fukai, “Marangoni Flows in Polymer Solution Droplets Drying on Heating Surfaces,” Journal of Chemical Engineering of Japan, 45, pp. 128-135, 2012.
• 4) http://www.openfoam.com/, (accessed 2019-10-28).
• 5) P. G. DeGennes, F. Brochard-Wyart, and D. Quere, “Capillarity and Wetting Phenomena : Drops, Bubbles, Pearls, Waves,” Springer (2003), Chapter 6.

タイトルに関連する用語 (4件)： 蒸発 ,  増粘 ,  着弾 ,  シミュレーション