平板に衝突した滴のスプラッシュ発生条件と飛び散る滴のサイズを新理論で予測可能に！

【概要説明】

　熊本大学大学院先端科学研究部の米本幸弘 准教授と浙江大学の功刀資彰 教授の研究グループは、粗さの異なる固体物質表面に衝突した液滴が分裂を起こす（スプラッシュ現象）条件を、定量的に予測する理論式を導き出すことに成功しました。固体物質表面への液滴の衝突現象は、衝突速度に応じて衝突後の液滴の挙動が変化し、速度が小さい条件では単純に濡れ拡がりますが、速度が大きくなるにつれ、ある速度条件から微細な液滴が飛び散る現象が現れます。特に、今回導き出した理論式は、衝突速度がスプラッシュ発生速度よりも小さい範囲（単純濡れ拡がり過程）での液滴濡れ面積の予測も可能であり、さらに、スプラッシュ発生時に飛び散る液滴（飛散二次液滴）の平均サイズの予測も可能です。これまで世界中の研究者が実験、理論や数値解析的観点からスプラッシュ現象の発生条件の定量予測に挑んできましたが、スプラッシュ発生条件だけでなく、飛散した液滴のサイズや液滴の濡れ面積の予測を実現した例はありませんでした。

　本研究成果の柱となるスプラッシュの発生条件の予測理論は、令和4年3月24日にイギリスのオープン・アクセス・ジャーナル「Scientific Reports」に掲載されました。今回の飛散液滴のサイズの予測等に関する成果は、オランダのオープン・アクセス・ジャーナル「Colloid and Interface Science Communications」に日本時間令和4年8月1日に掲載されました。

【論文情報】
〔1〕雑誌名：Scientific Reports （オンライン版：3月24日掲載済）
論文タイトル：Predicting the splash of a droplet impinging on solid substrates
著者： Yukihiro Yonemoto, Kanta Tashiro, Kazuki Shimizu, Tomoaki Kunugi
DOI番号：https://doi.org/10.1038/s41598-022-08852-3
 
〔2〕雑誌名：Colloid and Interface Science Communications（オンライン版：8月1日掲載済）
論文タイトル：Estimating the number of fingers and size of ejected droplets in droplet impingement processes on solid substrates
著者： Yukihiro Yonemoto, Minori Yamashita, Kanta Tashiro,  Tomoaki Kunugi
DOI番号：https://doi.org/10.1016/j.colcom.2022.100651

 

【詳細】　プレスリリース（PDF301KB）

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