キャビテーションの弱非線形効果を利用した水中高速音響ソリトンの実現と応用

利用空化弱非线性效应的水下高速声孤子的实现与应用

基本信息

批准号：
18K03942
负责人：
金川哲也
金额：
$ 2.91万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

キャビテーションにおける弱い非線形効果の利活用に着目し、水中の気泡の弱非線形振動とそれに伴う気泡流中圧力波の弱非線形伝播を調べるという目的に対し、本年度も、理論的手法を主軸に、数値的手法を併用し研究を行った。その結果下記成果が得られ、9編の査読付雑誌論文が掲載・採択された：(1)昨年度に続き、多分散性のモデリングに関して、異なるアイデアと定式化に基づく理論解析と数値計算を行い、Phys. Fluids とInt. J. Multiph. Flowに各1編が掲載された。(2)昨年度に続き、鮎貝崇広(代表者主宰研究室所属学生／JSPS特別研究員DC1）を中心として、気泡流の二流体モデル方程式の構築および安定性解析に着手し、1編がInt. J. Multiph. Flowに採択された。本研究全般の解析精度向上等に資することが期待される。(3)ゼラチンなどの粘弾性媒質中のキャビテーションの実験的研究が盛んな中にあり、ソフトマターや下記医療応用（超音波腫瘍焼灼など）への展開が昨今注目されている。これにも資する数理モデリングを見据え、粘弾性気泡流中の超音波の解析に新規着手した。液相の弾性を考慮した理論解析と数値計算を行った成果が、Phys. Fluidsに掲載された。更に現在、マグマ流動の発泡に関連する研究にも着手している。(4)非線形効果の応用例の1つとして、超音波診断領域において、超音波造影気泡に係る数理モデルを構築した(Phys. Fluidsに2編掲載、Nonlinear Dyn.に1編掲載）。(5)ここまでの研究成果を社会実装・技術開発に向けて行った提案「水管の損傷回避と洗浄を両立可能な新技術の開発」が、わかしゃち奨励賞を受賞した。現在、各成果の深化・統合・一般化を行っている。上記成果を含む業績に対して、代表者が、日本流体力学会竜門賞などを受賞したことも、本研究成果への一客観評価として重要といえる。

重点是在空化中利用弱非线性效应，我们今年使用数值方法进行了研究，重点是利用水中气泡的弱非线性效应以及相关的气泡流动压力波的弱非线性传播。结果如下，并接受了9个同行评审的期刊文章：（1）在去年之后，根据有关多分散性建模的不同思想和表述，进行了理论分析和数值计算，而一项分别是在物理中发表的。流体和int。 J.倍增。流动。（2）在去年之后，Ayukai Takahiro（领先实验室/JSPS专科研究人员DC1的学生）开始对气泡流的两流体模型方程进行构建和稳定分析，重点是对气泡流的两液体方程的构建和稳定性分析，用于气泡流量，并采用了两型Fluid平台的一个Int Int。 J.倍增。流动。预计这将有助于提高总体上这项研究的分析的准确性。（3）关于明胶等粘弹性介质中空化的实验研究正在越来越受欢迎，并且其发展为软物质，并且最近引起了关注的关注。考虑到也有助于这一点的数学建模，我们已经开始对粘弹性气泡流中超声波的新分析。考虑到液相的弹性，理论分析和数值计算的结果已在物理中发表。流体。此外，他目前正在进行与岩浆流泡沫有关的研究。（4）作为非线性效应的应用之一，在超声诊断领域中构建了用于超声对比气泡的数学模型（Phys。流体中的2个出版物，一个非线性dyn中的出版物）。（5）Wakashachi鼓励奖的提议是“可以结合消除水管损坏和清洁的新技术的提议”颁发的，该奖项是为了到目前为止实施和开发技术的，用于社会实施和技术。目前，我们正在加深，整合和概括我们的每个结果。同样，重要的是，代表因其成就（包括上述结果）的成就而获得了Ryumon奖和其他奖项，作为对本研究结果的主要客观评估。

项目成果

期刊论文数量（253）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Numerical Study on Nonlinear Evolution of Pressure Waves in Bubbly Liquids: Effective Range of Initial Void Fraction

气泡液体中压力波非线性演化的数值研究：初始空隙率的有效范围

DOI：
10.1121/2.0001203
发表时间：
2019
期刊：
Proceedings on Meetings on Acoustics [Student Paper Prize in Physical Acoustics]
影响因子：
0
作者：
Ayukai;T. and Kanagawa;T.
通讯作者：
T.

Effect of liquid elasticity on nonlinear pressure waves in a viscoelastic bubbly liquid

粘弹性气泡液体中液体弹性对非线性压力波的影响