分散系懸濁液のレオロジーコントロールに向けた微視的レオロジー評価方法の確立

分散悬浮液流变控制微观流变评价方法的建立

基本信息

批准号：
21J14599
负责人：
川口美沙
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は，前年度に得られた研究成果をまとめ，Computers&Fluidsに掲載された．懸濁液流れにおける微視的な粒子挙動と，巨視的な懸濁液の実効粘度の関係を明らかにするため，個々の粒子の運動による実効粘度への寄与を足し合わせることで，懸濁液流れの実効粘度を推定することを試みた．ここでは局所粘度分布を含む実効粘度の推定を行うため，波状の壁面せん断応力分布を用いた重ね合わせにより，実効粘度を評価する方法を提案した．提案手法による実効粘度の推定結果と，数値計算により得られた相対粘度を比較した．その結果，慣性移動を伴う希薄系懸濁液流れにおいて，提案手法により壁面上の相対粘度分布の定性的な傾向を捉えることができた．この方法により，流体力学的相互作用による実効粘度への影響がどの位置でどのように影響するかについても調査した．得られた結果の一部は1件の国際会議にて発表した．これまで，数値計算による壁面せん断応力を用いた微視的レオロジー評価を行ってきた．本年度は，実験計測による微視的レオロジー評価を行うため，光弾性法を用いて，Hele-Shawセル内のviscous fingering(VF)をモデル課題とした流体計測にも取り組んだ．VFまわりの特徴的な位相差分布を得ることができ，数値計算結果との比較を行った．これらの結果を1件の国内会議および2件の国際会議にて発表した．本研究で検討した計測手法は，慣性移動を伴う分散系懸濁液のレオロジー評価にも用いることができると期待され，今後は得られたデータの定量評価を行い，流路内懸濁液流れ計測へと発展させる．

今年，从上一年获得的研究结果汇编并发表在计算机和流体中。为了阐明悬浮液流量中的微观粒子行为与悬浮液流量的有效粘度之间的关系，我们试图通过增加因单个颗粒运动而对有效粘度的贡献来估算悬浮流的有效粘度。在这里，为了估计包括局部粘度分布在内的有效粘度，我们提出了一种使用波浪壁剪切应力分布来评估通过叠加来评估有效粘度的方法。我们比较了使用所提出的方法估算有效粘度的结果，以及通过数值计算获得的相对粘度。结果，所提出的方法能够捕获具有惯性运动的倾斜悬浮液流动中壁上相对粘度分布的定性趋势。该方法还研究了流体动力相互作用对有效粘度影响的如何和何处。获得的一些结果是在一次国际会议上提出的。到目前为止，已经使用壁剪应力的数值计算评估了微观流变性。今年，为了使用实验测量评估微观流变学，我们还使用光弹性方法在Hele-Shaw细胞中使用光弹性方法进行了流体测量，作为模型任务。获得了VF周围的特征相差分布，并将结果与数值计算结果进行了比较。这些结果是在一次全国会议和两个国际会议上提出的。预计本研究中研究的测量方法将用于评估具有惯性运动的色散悬浮液的流变学，并且将来将对获得的数据进行定量评估，并将开发流动路径中悬浮液的流动。