OGATA LAB.                                  Tokyo Metropolitan University 本文へジャンプ
研究紹介
ファインバブル水の流動特性の解明とその応用
具体的テーマ
・ファインバブル水のレオロジーと熱流動特性
・ファインバブル水の産業応用

ファインバブルは様々な優れた物理化学性を有していることが知られており,幅広い分野での応用が期待されているが,特に流動特性に関しては不明な点が多い.ファインバブル水の基本的なレオロジー特性や熱・流動特性を実験的に明らかにするとともに,実用化を視野に入れ,これら特性を活かした様々なアプリケーションの開発も行っている.
 
左:マイクロバブル、右:ナノバブル

ファインバブルの粒径分布の一例

ナノ粒子懸濁液の熱流動特性
具体的テーマ
・酸化グラフェンナノシートによる熱・流動性能向上
・ナノセルロース懸濁液の流動特性
・配管内の汚れ除去・防止手法

省エネルギにも関連し,抵抗低減添加剤を溶媒に添加し配管の圧力損失の低減化を実現させることは,近年非常に注目されている.これら添加剤を配管内流れに用いた乱流摩擦抵抗の低減と熱伝達性能の向上,配管内の汚れ除去・防止手法の開発を行っている.

抵抗低減を示す酸化グラフェンナノシート懸濁液

プラズマアクチュエーターによる流れの制御
具体的テーマ
・プラズマアクチュエータの高性能化
・アクチュエータから生成されるオゾン特性

プラズマアクチュエータを用いた新しいアプリケーションの開発の研究を行っている.プラズマアクチュエーターは大気圧で発生するプラズマにより誘起される流動を利用している.さらに,構造が簡単で小型軽量という特徴を有する.現在では、アクチュエータ自体の高性能化や生成されるオゾン削減手法の開発を行っている.さらに,特徴を生かした新たなアプリケーションの開発,自動車や飛行機などの抗力低減への応用も考えている.

アクチュエータ起動前

アクチュエータ起動後

層流における流れの抵抗低減
具体的テーマ
・超撥水性璧による流れの抵抗低減
・マイクロ構造内の気液界面形成メカニズム
・食用寒天を用いた摩擦抵抗の低減

層流流れにおける流れの抵抗低減を目的に研究を行っている.具体的には,微細構造と濡れ性を組み合わせた壁面,食用寒天で作製した壁面を用いて抵抗減少効果を得ている.また,超撥水の抵抗低減メカニズムに関連してマイクロ構造内に気液界面が形成される様子を詳細に可視化観察している.

超撥水性壁面上の水滴

作製した疎水性微細構造