付着液滴の表面張力振動にともなう混合現象

鈴木 基道, 高橋 直也, 宮嵜 武, 青山 尚之

電気通信大学 知能機械工学専攻

〒182-8585 東京都調布市調布ヶ丘1-5-1

概要

表面張力振動により付着液滴内の混合が促進されることが， 実験的に知られている． この論文では，このような混合現象について理論的に解析する． 半球付着液滴の固有値問題をガラーキン法によって離散化し， 固有振動数と対応する固有ベクトルを求める． また振動する液滴内における流体粒子の軌跡とマーカー粒子の密度を数値的に求める． その結果，効率的な混合は少くとも2つ以上の固有モードが同時に励起された場 合によることがわかった．

Mixing phenomena induced by capillary oscillations of a sessile drop

M. Suzuki, N. Takahashi, T. Miyazaki and H. Aoyama

Department of Mechanical Engineering and Intelligent Systems, University of Electro-Communications

abstract

It is known experimentally that capillary oscillations of a sessile drop cause efficient mixing inside these drop. In this paper we investigate the mixing phenomena theoretically. We determine the dispersion relation of eigen oscillations of a sessile drop (a hemisphere). Particle trajectories and density of makers associated with these oscillations are computed numerically. It is found that an efficient mixing occurs only when more than two modes are combined.

Key words and phrases: sessile drop, capillary oscillation, chaotic mixing