JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
49200000.pdf4.06 MB
Other TitleDynamics of suspended particles in periodic vortex flows
Author(jpn)河村 洋
Author(eng)Kawamura, Hiroshi
Author Affiliation(jpn)東京理科大学
Author Affiliation(eng)Tokyo University of Science
Issue Date2006-03-24
PublisherJapan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
Publication date2006-03-24
AbstractSeeding the flow with tracer particles is a common way to visualize the flow in a half zone liquid bridge. In our experiments on the ground, these tracer particles were found to accumulate and to form a rotating closed loop when the flow field is three dimensional and traveling. We named this structure the Spiral Loop Particle Accumulation Structure (SL-PAS). The present experiment conducted was using the sounding rocket MAXUS6 which launched on 22. 11. 2004 operated by ESA. The SL-PAS was firstly confirmed to emerge under the microgravity, too. The SL-PASs with mode number of 2 and 3 were formed successfully. Bottom and side views of the SL-PAS were recorded. The numerical analysis of the three dimensional structure was also performed.
本研究は、微小重力科学国際公募(IAO)のテーマの一環として、国際宇宙ステーション(ISS: International Space Station)に搭載される実験装置の相互利用を目的として行われた。ハーフゾーン液柱内の対流場を可視化する方法として、一般にトレーサ粒子法が用いられる地上実験において、対流場が3次元回転振動流を呈する際、トレーサ粒子が1つの閉じたひも状に集合する現象を捉えている。これをSpiral Loop Particle Accumulation Structure(SL-PAS)と名づけた。本研究では、実験用小型ロケットMAXUS6を用いた宇宙実験を、2004年11月22日に欧州宇宙機構(ESA)の支援により行った。これにより微小重力環境下においても粒子が集合し、SL-PASが形成されることが始めて明らかになった。さらに周方向波数m=2および3のいずれの場合もSL-PASの形成に成功した。SL-PASの上面および側面の2方向からの可視化により、微小重力環境下におけるSL-PASの3次元的構造を再構築することに成功した。さらに同条件での数値シミュレーションによってもSL-PASの再現に成功した。
DescriptionJAXA Research and Development Report
KeywordsMarangoni convection; liquid bridge; particle; SL-PAS; International Space Station; spaceborne experiment; microgravity; sounding rocket; MUXUS6; half zone method; silicone oil; マランゴニ対流; 液柱; 粒子; SL-PAS; 国際宇宙ステーション; 在宇宙実験; 微小重力; 観測ロケット; MUXUS6; ハーフゾーン法; シリコーンオイル
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発報告
Report NoJAXA-RR-05-036

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