濡れ性と表面張力に駆動される流れ高精度シミュレーション
カテゴリー
- 環境・エネルギー
- 機械
- 航空・宇宙
- 土木・建築
SDGs
研究内容
この研究室では、無重力環境における熱流動現象の研究に関連し、様々な加速度環境における液面の動きを予測する自由表面流シミュレーションプログラムを開発している。このプログラムは、液体ロケットに搭載されるタンク内部の燃料液体挙動を予測するために新たに開発されたもので、重力と表面張力を考慮したアルゴリズム:CIP-LSMに基づいている。本手法は、微小重力環境など、表面張力と濡れ性が卓越する自由表面流の予測 （図１）に有効であり、数値解と実験結果の比較により妥当性を確認している。
図1 毛細管現象の数値解析
落下塔を用いて微小重力環境を実現し、円筒容器内の長方形平板の濡れ性に駆動される液面形状の変化を観察した実験結果と、それに対応する数値解析結果
© 姫野武洋
図2 液滴生成・微粒化の数値解析
表面張力が支配的となる低速噴射液柱からの液滴生成の数値解析。
© 井上智博・姫野武洋
想定される応用
本手法の応用先としては、航空宇宙分野だけでなく、表面張力に支配される液滴生成現象、微細管におけるマイクロ流動現象などが考えられる。
連携への希望
本研究に関心をお持ちの企業や団体に対し、シミュレーションプログラム提供とカスタム化を含めたコンサルティングや共同研究の用意がある。
公開日 / 更新日
- 2021年12月23日
識別番号
- No. 00214-01