可視化情報学会論文集

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近年，μ-TASやマイクロリアクターなどのマイクロデバイスや燃料電池が急速に進歩している．これらの高効率化のためには，機器内部で反応に関与している酸素濃度分布の挙動を詳細に理解することが必要である．現在一般に用いられているガルバニックセル式等の酸素センサーは，センサー部がcmオーダーの大きさであること，応答時間が数secのオーダーであるため，微小な流路内の非定常に変化する酸素分布の計測を行うことは極めて困難である．そこで本研究では，光学的圧力分布計測法として用いられている感圧塗料(PSP: Pressure Sensitive Paint)に着目した．PSPは酸素濃度分布計測が可能であり，また応答時間もミリ秒オーダーである．PSPを用いた酸素濃度計測の例として，第1報と同様の混合流路内での酸素濃度分布計測を行った．混合流路内の流動様式は，Re数の増加にともない定常から非定常(振動及びカオス的運動)に変化していくことが知られているが，過去の研究では流れ場を2次元的に扱い，解析したものがほとんどである．そこで本研究では流路の3次元形状が流動様式に与える影響を調査した．その結果，流動様式が定常から非定常に遷移する臨界Re数は，流路長さではなく流路深さに依存することを明らかにした．

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この研究は水面から水没した管の長さが水面に落下した水滴衝突音に起因する共鳴管の発生音に及ぼす影響を研究することである。実験は発生音と気泡形状を同時計測することにより行った。ノズルから瞬間的に噴出された水ジェットはノズル出口から約20cm以内で多くの水滴に変化する。共鳴管からの放射音は気泡の振動と共鳴管の気柱共鳴により生じる。管を水中に深く挿入すると、気泡の長さが長くなり、その振動も時間的に遅れて発生する。さらに、水中に沈んだ管の長さにより、気泡振動に基づく音源の主要周波数成分は低周波数側に移動する。

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