東京農工大学 大学院生物システム応用科学府 生物機能システム科学専攻 博士前期課程２年の出来 優花さん、同大学院 工学研究院 応用化学部門の長津 雄一郎 教授、インド工科大学 ローパー校 数学科のＭａｎｏｒａｎｊａｎ Ｍｉｓｈｒａ 教授、東京農工大学 大学院グローバルイノベーション研究院の鈴木 龍汰 特任助教からなる国際共同研究チームは、２種類の液体が完全に混ざり合うまでの間に生じる弱い界面張力（有効界面張力）が、界面の流体力学的不安定性、具体的には２流体の粘度の違いにより界面が指状に広がる「粘性フィンガリング（Ｖｉｓｃｏｕｓ ｆｉｎｇｅｒｉｎｇ：ＶＦ）」という現象に与える影響を調査し、「流動の速度が増すと界面の流体力学的不安定性が増加する（指幅が小さくなる）」という従来の常識を覆す結果を数値シミュレーションで得ることに成功し、そのメカニズムを明らかにしました。
本成果は、界面の流体力学的不安定性を有効界面張力と流動の速度により制御できることを示唆しており、今後、有効界面張力を伴うＶＦの制御手法につながる実験的、数値的、理論的研究の先駆けとなるものです。さらに本成果は、ＣＯ２を地中に貯留するプロセスや地層からの石油回収プロセスにおけるミシブル攻法において重要な発見であり、本研究はそれらのプロセスの新たな制御法の創出に寄与することが期待されます。
本研究成果は、流体力学に関する専門学術誌である「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｌｕｉｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ」（電子版２０２３年６月２０日付）に掲載されました。
本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） さきがけ「複雑な流動・輸送現象の解明・予測・制御に向けた新しい流体科学」領域における研究課題「化学熱力学を融合した界面流体力学の創成（ＪＰＭＪＰＲ２２Ｏ５）」、日本学術振興会（ＪＳＰＳ） 科学研究費補助金（２２Ｋ２０４０２、２２Ｋ０３９００）、東京農工大学 グローバルイノベーション研究院の田川 義之チーム「動的界面力学国際研究拠点」の援助を受けて行われたものです。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（６８５ＫＢ）
＜論文タイトル＞
- “Numerical study on the effect of Péclet number on miscible viscous fingering with effective interfacial tension”
- ＤＯＩ：10.1017/jfm.2023.405
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
鈴木 龍汰（スズキ リュウタ）
東京農工大学 大学院グローバルイノベーション研究院 特任助教
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E-mail：rxsuzuki
go.tuat.ac.jp長津 雄一郎（ナガツ ユウイチロウ）
東京農工大学 大学院工学研究院 応用化学部門 教授
Tel：042-388-7656 Fax：042-388-7693
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安藤 裕輔（アンドウ ユウスケ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ
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＜報道担当＞
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