Takahiro Ayukai 研究室
主宰者:Takahiro Ayukai
筑波大学
AI 要約(直近 5 年の研究成果)
気泡を含む液体中を伝わる圧力波の挙動を理論的・数値的に解明することが、この研究室の中心テーマです。水や溶融マグマなど、様々な液体中に多数の気泡が存在するとき、圧力波はどのように減衰し、伝わるのかを研究しています。研究の対象には、地震波探知やエコー検査で用いられる造影剤として利用される微小気泡や、火山における地震活動の理解に関わるマグマ内の気泡が含まれます。
研究の手法として、気泡と液体を別々の相として扱う二流体モデルに基づいた理論解析を用いています。気泡の振動や移動、液体の圧縮性、気泡殻の弾性、気泡内の熱伝導、気泡に作用する抵抗力など、様々な物理現象を数式で表現し、複数のスケール解析法を適用することで波動方程式を導出します。その後、数値計算によってこの方程式の解の時間発展を調べます。
主な知見として、圧力波の減衰には液体の粘性や圧縮性だけでなく、気泡の大きさ分布や気泡内の温度変化、気泡の移動と抵抗力など複数の因子が影響することが明らかになっています。また、これらの因子がどの程度まで波の非線形性、分散、減衰に寄与するかが定量的に評価されており、初期条件によって波が衝撃波やソリトン、または振動を伴う衝撃波へと発展することが示されています。
※ AI(Claude)が、公開されている論文要旨から研究の問い・手法・主要な発見を事実情報として抽出・再構成して自動生成しています。誤りを含む可能性があるため、正確性は研究室公式情報でご確認ください。
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研究成果(17 件)
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- DOI: https://doi.org/10.7566/jpsj.91.043401
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- DOI: https://doi.org/10.1063/5.0081359
- DOI: https://doi.org/10.1063/5.0033614
- DOI: https://doi.org/10.3811/jjmf.2021.027
- DOI: https://doi.org/10.1063/5.0028655
- DOI: https://doi.org/10.1299/jsmekanto.2021.27.10d11
- DOI: https://doi.org/10.1063/5.0042625
- DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2021.103622
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