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J-GLOBAL ID：202202217796186616   整理番号：22A0566712

高静水圧での球状キャビティ集束変換器によって製造された銅板上のマイクロジェット速度とキャビテーションエロージョンの定量的評価【JST・京大機械翻訳】

Quantitative evaluation of the microjet velocity and cavitation erosion on a copper plate produced by a spherical cavity focused transducer at the high hydrostatic pressure

著者 (6件)： Xiong Jiupeng (State Key Laboratory of Ultrasound in Medicine and Engineering, College of Biomedical Engineering, Chongqing Key Laboratory of Biomedical Engineering, Chongqing Medical University, Chongqing 400016, PR China) ,  Liu Yalu (State Key Laboratory of Ultrasound in Medicine and Engineering, College of Biomedical Engineering, Chongqing Key Laboratory of Biomedical Engineering, Chongqing Medical University, Chongqing 400016, PR China) ,  Liu Yalu (National Engineering Research Center of Ultrasound Medicine, Chongqing 401121, PR China) ,  Li Chenghai (State Key Laboratory of Ultrasound in Medicine and Engineering, College of Biomedical Engineering, Chongqing Key Laboratory of Biomedical Engineering, Chongqing Medical University, Chongqing 400016, PR China) ,  Zhou Yufeng (State Key Laboratory of Ultrasound in Medicine and Engineering, College of Biomedical Engineering, Chongqing Key Laboratory of Biomedical Engineering, Chongqing Medical University, Chongqing 400016, PR China) ,  Li Faqi (State Key Laboratory of Ultrasound in Medicine and Engineering, College of Biomedical Engineering, Chongqing Key Laboratory of Biomedical Engineering, Chongqing Medical University, Chongqing 400016, PR China)
資料名： Ultrasonics Sonochemistry  (Ultrasonics Sonochemistry)
巻： 82  ページ： Null  発行年： 2022年 
JST資料番号： W0716A  ISSN： 1350-4177  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： 高静水圧でのキャビテーションエロージョンは,巨大な経済的損失のために異常に運転する装置を引き起こす。キャビテーションエロージョン強度を定量的に評価できる方法はほとんどない。この問題を解決するために,銅板上のキャビテーションエロージョンを,3,6,10MPaの静水圧で,球状空洞集束変換器システムで行った。一方,対応するキャビテーション閾値,初期気泡半径,および超音波場におけるマイクロジェット速度を理論的に解析して,次の仮説に基づくマイクロジェットの寸法と速度を決定した。(1)気泡崩壊に及ぼす合体の影響は無視した。(2)マイクロジェットの寸法は,重力と浮力の影響なしで最大の気泡サイズに等しい。高歪速度のための非線形波動伝搬とJohnson-Cook材料構成モデルのためのWestervelt方程式を用いて,マルチ気泡キャビテーションのマイクロジェット衝撃モデルを構築した。さらに,押込試験のアナロジーを通して,マイクロジェット速度とキャビテーションエロージョン強度を計算するために,逆変換モデルを提案した。マイクロジェットの幾何学的モデルを,マイクロジェットの寸法と速度から構築した。連続マイクロジェット衝撃を等価衝撃運動量に従って提案し,有限要素法によって解いた。ピット深さの相対誤差は,それぞれ,3,6,10MPaの静水圧で,4.02%,3.34%,および1.84%であり,ピット形態の発展における相対誤差は,10MPaで7.33%であり,提案モデルの信頼性を検証した。実験とシミュレーションの結果は,静水圧がより高いほど,ピット深さ,ピット直径,ピット対マイクロジェット直径比,およびキャビテーション浸食強度が大きくなるが,ピット直径対深さ比が小さいことを示した。キャビテーションエロージョン強度は,進行中の超音波曝露で顕著になる。さらに,マイクロジェットパルスおよび連続衝撃モードにおけるキャビテーションピット形態の比較は,連続衝撃モードが残留応力によって引き起こされる弾性変形なしで有効であることを示した。異なる静水圧におけるキャビテーションピット形態を用いて,マイクロジェット速度を,ある範囲で,首尾よく,正確に推定することができ,そして,下限および上限での対応する誤差は,それぞれ,5.98%および0.11%であり,10MPaにおいて,6MPa,6.62%および9.14%で,それぞれ,6MPa,6.62%および5.12%であった。提案したモデルは,キャビテーションピット直径対深さ比が1に近いときのみ有効である。まとめると,集束変換器の焦点領域における多重気泡崩壊により誘起されたキャビテーションエロージョンは,実験的および数値的に評価できた。キャビテーションピット形態と反転モデルを用いて,ある範囲のマイクロジェット速度を満足できる精度で推定することができた。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 運動量 ,  気泡 ,  *キャビテーション ,  残留応力 ,  *集束 ,  衝撃 ,  有限要素法 ,  信頼性 ,  *静水圧 ,  波動伝搬 ,  多重化 ,  *キャビテーション浸食 ,  パルス ,  弾性変形 ,  構成モデル

著者キーワード (6件)： 多気泡キャビテーション ,  マイクロジェット速度 ,  高静水圧 ,  反転モデル ,  キャビテーション腐食強度 ,  キャビテーション閾値

分類 (1件)： 膜流,液滴,気泡,キャビテーション  (BC02070U)

タイトルに関連する用語 (9件)： 高静水圧 ,  球状 ,  キャビティ ,  集束 ,  変換器 ,  銅板 ,  マイクロジェット ,  キャビテーションエロージョン ,  定量的評価