今回は、超音速を発生させる際に利用されるラバールノズル、超音速流と密接に関連している衝撃波、および中にしばしば現れる緩和現象に関連する用語について述べよう。

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従来の液─液界面を有する

，非混和では，混ざらない2液を流路内で合流させ，液─液界面をつくる．二相分離混合溶液は，温度/圧力変化で一相から二相へ相分離する特性を有し，回分式容器内では上層と下層に相分離する．この混合溶液を微小領域に送液しながら，相変化させると，動的液─液界面が創出されが得られる．この流れを相分離と呼ぶ．相分離のひとつである微小流路内の環状流は興味深く，クロマトグラフィーや抽出，混合，反応場に応用された．ここでは，著者らの相分離に関するこれまでの研究報告を，学術及び技術的視点から包括的に紹介する．

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水／液体金属場の温度計測用に，熱電対と液相検出を兼用した複合プローブを開発した．露出型熱電対に交流電圧をかけることで素線そのものを電極として利用する．交流信号によるコモンモード電圧を最小限に抑えるために，温度計測の信号処理回路にローパスフィルターを使用した．これにより，内部が不可視な場の温度計測に成功した．

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の抵抗特性と流動機構を解明する上で重要となる粒子抵抗力, とくに群粒子の集積効果を室内実験に基づき検討した. 実験は直立管内における流れにより粒子が浮遊状態で停留して変動速度のみをもつ固液について行った. その結果, の群粒子集積効果は流れ場に拘束された粒子群のものに比べ, の相対密度差の影響が顕著であることが明らかとなった.

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海洋、大気、陸水域など地球上の流れの大部分は密度成層乱流であり、異なる流体相間に浮力 (密度) 差を伴う混相乱流である。流れは「層」と同時に「相」を成している。多くは温度や塩分濃度差に起因する「液-液」あるいは「気-気」であるが、気温と湿度からなる大気成層流・海洋の砕波・水面での気体交換過程などの「気-液」や、濁度-水温などの「固-液」のように異相の流体成分からなるも存在する。後者では、浮力効果に加えて異相間の相互作用が重要となるが、本文では浮力が支配的な前者の場合に限定して、主に浮力と乱流輸送力の比をあらわす成層パラメーター: リチャードソン数、密度フルード数、について解説する。

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A preliminary analysis of two-phase flow in the pulsed MHD generator Pamir-3U is carried out. The two-fluidmodel for dusty gas flow is applied to treat the two-phase working body which consists of combustion gas and liquidparticles of Al₂O₃. One-dimensional time-dependent calculations show that the velocity lag and the thermal lag between the two phases are large when the particle diameter is 15μm. The lags become small when the diameteris small because the decrease of the diameter increases the momentum transfer and the heat transfèr between thetwo phases. When the large Lorentz force develops a shock wave, the interaction between the two phases relaxesthe shock wave. The increase of particle diameter decreases the channel current and the the power output becausethe increase of the diameter results in the decrease of the energy conversion from the liquid phase.

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　原子炉を含む種々の工学システムや多くの自然現象の中で発生する2相あるいは3相, または2成分あるいは多成分からなる瞬時流れのことを

と呼びます。は, 相間界面の存在や界面を通しての質量, 運動量, エネルギー輸送によって特徴付けられます。この「界面」の存在によって, の物理的, 数学的モデル化は非常に複雑となり, 理に適った実験的, 解析的戦略なくしては, 到底, 遂行が困難な数限りない研究課題が存在します。私は, この非常に興味深く, 難解な研究分野で35年以上研究を行ってきました。本稿では, の概念的な理解, 技術的な研究手法に加えて, 研究の過程で遭遇した幾多の困難を含む経験から, 私の初期の研究を手短に紹介したいと思います。

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脂質二分子膜ベシクル（リポソーム）の膜透過性は液本体の流動状態に影響を受ける．本研究では，外部循環式エアリフト型気泡塔（ELBC）内のせん断速度を推定するために，双性脂質から形成され，平均直径が184 nmの5(6)-カルボキシフルオレセイン封入リポソーム（CFL）を用いて，種々のELBCにおける膜透過係数P_CF値を決定した．塔高と気泡径が異なるELBCにCFLを40℃ で懸濁して，ガス空塔速度U_G＝1.0〜3.0 cm s⁻¹で操作したところ，P_CF値はELBCの特性とU_Gに依存した．得られたP_CF値を既報の平均せん断速度γ･とP_CFとの関係に適用して各ELBCのγ･を推定した．さらに，荷電CFLを用いて，気泡群と脂質膜間の静電相互作用をP_CF値に基づいて評価した．

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原子炉の炉心崩壊事故時に形成される固気液の解析手法として有限体積粒子法をベースとした数値解析手法の開発を行い、固体粒子ベッド内の気泡上昇挙動に関する実験解析により固気液のモデル化手法の妥当性を検討した。

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3次元空間仲で光の散乱による映像を作るために, 水のミスト流をスリットノズルから噴出させた層に映像を投影するディスプレイを検討した.ミスト流の拡散を抑えるためにミスト流を空気流で挟む3重スリットを開発し, そのミスト流に投影したところ, 良好な画像を得ることができた.

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A two-phase flow analysis with a particle model is carried out for a pulsed MHD channel of which working body consists of the combustion gas of a solid propellant and liquid particles of Al₂O₃. The gas phase and the liquid phase interact with each other by the transfer of momentum and heat. The behavior of liquid particles is described as the statistical summation of each particle's behavior by using the particle model, where the collision-coalescence and the fragmentation of particles are taken into consideration. The average diameter of particles grows from 4μm at the nozzle inlet to 20 μm at the nozzle throat due to the collision-coalescence, increasing gradually to 25μm through the downstream part of the generator duct. The fragmentation of particles occurs near the nozzle throat. The velocity and temperature distributions show that the behavior of the liquid phase along the duct lags behind the gas phase in velocity and temperature and that the growth of particle diameter increases the velocity, lag and the thermal lag.

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Computational methods to simulate gas-solid-liquid flows in chemical reactors such as agitators, bubble columns and fluidized beds are reviewed. In addition, their problems are discussed, keeping in mind the present technical level and future problems of related commercial software.

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本研究では，フィルターの透過・捕集機構の詳細解明を目指し，新規な直接数値シミュレーションモデルを開発した後，これを用いて圧力損失特性の解析ならびにエアフィルターやコアレッサー等への応用について検討を行った．市販されているフィルターの多くは不織布であり，不規則，複雑な微細構造を有している．本研究では不織布フィルターの微細構造を再現するために，X線CTを用いてフィルターの3次元画像を取得し，この数値的に得られたフィルター構造に対して流体や粉体，液滴等を供給するシミュレーションを行った．本シミュレーションモデルを用いてフィルターの圧力損失を計算したところ，実験結果および既往の経験式と良好に一致することがわかり，本シミュレーションモデルの信頼性を確認することができた．最後に本手法が

シミュレーションに容易に拡張できることを示した．

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有限サイズ粒子を含む流れの中における特徴的な粒子運動およびそれに伴う熱輸送に対する効果のモデリングに対する研究を実施した．物性の異なる粒子と周囲流体の界面における熱輸送をEuler系で解く方法を発展させて粒子間の接触伝熱を解析する手法を提案した．粒子運動に伴う熱輸送について解析するため高濃度粒子混相中の熱輸送解析へ適用し，粒子数密度が高い領域で複数の粒子間を接触面を介して伝熱する様子を確かめ，そこでの熱伝達モードの貢献を調べた．また，いくつかのレイリー数，粒子数密度および粒子熱伝導率の組み合わせの場合に，粒子による熱輸送のうち伝導と対流による貢献を調べたところ，粒子数密度および粒子熱伝導率に依存して主要熱伝達モードの遷移が顕れ，それに伴って特徴的な粒子運動が発生していることを見出した．

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