教員・研究室紹介
機械システム工学科
准教授
大嶋元啓MOTOHIRO Oshima
研究内容
真空場における液滴の蒸発
液体の蒸気圧以下に設定された雰囲気に液体を噴射すると減圧沸騰噴霧により液体は非減圧沸騰噴霧より早く微粒化，蒸発します．本研究室では液体の蒸気圧よりもはるかに低い圧⼒の真空中における溶液の蒸発現象について研究しています。以下の画像はOpenFOAMのラグランジアンソルバーを減圧沸騰噴霧がシミュレーションできるようカスタマイズした例を示したものです．
固・液・気から構成される噴流によるエロージョン現象の解明
ブラスト加⼯においては固体粒⼦を気体の⼒で⾼速で噴射して⾦属表⾯などを加⼯します．スラリーと気体で形成される噴流の評価とシミュレーションにより、噴流中の固体粒⼦の挙動と加⼯との関係を解明する研究を⾏ってきました．現在はドライブラスト噴流における粒子の飛散，エロージョンメカニズムについて研究を行っています．以下の画像はスラリーと気体で形成される噴流におけるスラリー液滴の速度ベクトルを示したものです．
金属粒子の溶解，凝固過程の解明
レーザーを照射して金属粉末から金属3Dプリンタにより部品を造形する場合においては，金属粒子は急激な温度変化により溶解，凝固します．適切なレーザー照射条件でないと造形品の品質は低下します．照射条件は経験則によるものが多いのが現状です．研究室では造形金属粒子の溶解，凝固過程を実験およびシミュレーションにより把握し，品質の低下となる原因の解明を目指しています．
主な研究業績
- マイクロ・スラリージェット・エロージョン法における噴流内外のスラリー液滴の速度分布（フレームストラドリングおよびPIV を駆使したスラリー液滴群の速度計測）
- 減圧沸騰による液滴の微粒化、減圧環境下での液滴内における気泡の成⻑シミュレーション
- The Customization of OpenFOAM Lagrangian Solver for Super-Heated Fuel Spray Vaporization
主な装置
- 隔膜式衝撃波管
- レーザー
- 可視化容器