容器からの液だれを防止する
～液垂れ発生原因の解析と防止法を解明する～
整理番号：2016-098
研究者名： 横山 真男（Masao Yokoyama）
所 属： 情報学部 情報学科 教授
専門分野：音楽情報、数値流体シミュレーション
キーワード： 楽器音響、自動作曲、数値流体工学、粒子法、ヒューマンインタフェース
研究概要
液垂れは日常の生活で多くの状況で発生します。醤油やソースを容器から垂らす時や、飲み物をコップに注ぐ時、多くの人が液垂れに対して不快な思いをしたことがあると思います。また、日常用品の他にも、医薬、バイオ、半導体産業などでは、できるだけ正確に供給すると共に、液の無駄を削減するために、液垂れを防止することが望まれています。我々の研究室では、スーパーコンピュータを用いた大規模並列計算による流れの可視化を行っており、液垂れ防止法の一部を紹介します。
プラスチックPLA樹脂（ポリ乳酸、Poly-Lactic Acid）容器による評価
- 3Dプリンターで縁に溝のある（図1、図2）なしの容器を作製
- 傾斜角を変えて分析（図3）ハイスピードカメラで液垂れ撮影
- 液垂れの解析結果（図4、5、表1）内面の溝の効果はないが、側面の溝は液垂れ防止効果あり
図1 4 mm容器/角縁に凸凹があるモデル 1：側面のみ、2：内面のみ、3：両面、 4：内面と縁、5：側面と縁 に凸凹
図2 容器の縁の形状 角縁、丸縁、傾斜縁
表1 液だれの検討結果
数字：容器傾斜角、×：液垂れ発生、✔：液垂れ発生なし
応用例・用途
- 様々な容器について、素材の選択や高度な加工を要しない液垂れ防止が可能となる。
- 横山真男、瀬田陽平、流体吐出要素、特願2016-015977
研究設備
- ハイスピードカメラ
- 3Dプリンタ
- 高速フーリエ変換アナライザ
- 大規模並列計算（MPS法）ソルバ