ナノ粒子流動プロセスのマルチスケール・マルチフィジックス統合解析

纳米颗粒流动过程的多尺度和多物理集成分析

基本信息

批准号：
18760117
负责人：
高奈秀匡
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,ナノ・マイクロ粒子混相流のフロンティア領域創成を目指して,新たなナノ・マイクロ粒子流動モデルを実験結果と統合解析することにより構築し,超音速ジェット中におけるナノ粒子の複雑流動,粒子と基板との衝突・複雑干渉及び皮膜形成過程を詳細に解明することにより,ナノ・マイクロ粒子流動が要となるナノ・マイクロ粒子超音速ジェット加工(コールドスプレー),さらにはその歯科医療への応用展開,ナノ粒子創製プロセス等に幅広く貢献することを目的として行ったものである。最終年度である平成19年度には,高速気流と粒子との運動量交換による従来の粒子加速法に加え,コロナ放電により粒子を積極的に帯電させ,粒子を静電気力により加速する方法に着目し,静電気力を活用したナノ・マイクロ粒子超音速ジェット加工を対象として,固気混相流モデルおよび粒子のスプラット形成モデル,さらにはスプラット積層による皮膜形成モデルを統合したマルチスケール・マルチフィジックス統合解析を行うことに成功した。これにより,粒子注入から皮膜創成までの全プロセスを再現し,システム全体の性能評価を行うとともに,高性能化および最先端歯科医療への応用展開のための基礎資料を提供した。さらに,従来の方法では,衝撃波発生下において急激な減速作用を受けるために使用することができなかった数100ナノオーダー以下の粒子に対して,静電加速がより効果的に作用し,その結果付着効率が大きく向上することを明らかにした。得られた成果は,日本機械学会第85期流体工学部門講演会,日本混相流学会年会講演会等の国内学会やInternational Thermal Spray Conference, 5th Joint ASME/JSME Fluid Engineering Conferenceにおいて発表された。日本混相流学会年会講演会で発表された本研究成果は,年会講演会論文審査委員会で優秀と認知され,混相流研究の進展2(論文精選集)に招待論文として掲載され,今後の混相流研究および微粒子流動加工技術発展に大きく貢献した。また,国内の溶射メーカーから共同研究のための可能性研究の申し出があった。最終年度に得られた研究成果を論文にまとめ,Powder TechnologyおよびASME Journal of Fluid Engineeringに投稿した結果,掲載可の判定を得ており,現在印刷中である。

进行这项研究的目的是通过整合和分析新的纳米微粒粒子流量模型，并通过详细阐明纳米粒子，碰撞和粒子和膜形成的纳米粒子碰撞和复杂的综合处理，并详细阐明纳米粒子的复杂流动，并详细阐明纳米颗粒的复杂流程，从喷雾），这是纳米微粒流的关键，及其在牙科护理中的应用和纳米颗粒创建过程。在2007年的最后一年中，除了通过在高速气流和颗粒之间交换动量，我们还集中在一种通过电动放电和通过静电加速颗粒来积极充电颗粒的方法，并成功地通过模型组合形式的模型，并成功地进行了多尺度的多尺度分析，并将多尺度的多尺度分析用于模型的模型，并构成模型的模型，甚至是模型的模型。利用静态力的纳米微颗粒超音速射流加工。这可以复制从颗粒注射到膜创作的整个过程，评估整体系统性能，并为提高尖端牙科护理的性能和应用提供基本材料。此外，据透露，静电加速度对于几百个纳米端子的颗粒更有效，这些纳米端口不能用于在冲击波产生下突然减速效应，因此，粘附效率得到了极大提高。获得的结果在日本机械工程师学会的流体工程部门的第85届演讲中，每年关于日本多相流量学会的年度演讲，以及在国际热喷雾会议，第五届ASME/JSME流体流体工程会议上。这项研究结果在日本多相流量学会年会上提出，在偶然研究偶然会议的年度会议年度会议年度会议年度会议上，被认为是一项杰出的工作，被邀请在多态流研究2（Check-Plow Research 2（Check-Picked Checked Perfecers）进行综合研究中，并为未来的综合研究提供了综合研究的邀请论文。此外，国内热喷涂制造商还提供了研究联合研究的潜力。在最后一年获得的研究结果被编译成论文，并提交给粉末技术和ASME流体工程杂志，并被判断为能够出版，目前正在印刷中。