第9回写真コンテスト 第18回微粒化シンポジウム 2009年 特選
坂東幸輔 氏（大阪産業大学）、高城敏美 先生（大阪産業大学）、服部廣司 先生（大阪産業大学）、成宮喜久男 先生（大阪産業大学）
「液体噴射初期の発達過程」
右図は単円孔ノズルから雰囲気圧力0.1MPaの窒素中へ軽油をノズル開弁圧32MPaで噴射した場合の実験写真である。噴射先端から細い液柱が伸びている様子が観察される。このような実験を公式に発表された例を筆者は知らない。では、どのようにしてそのような液柱が発せられるのだろうか、数値解析で調べてみた。
左図は同様の条件で数値解析を行った結果である。ノズル入口（内径0.3mm）は写真の上流2mmの位置で、液の初期条件として平坦な速度分布を与えた。ノズルを出る頃には先端外周部から液が伸び、さらに、中心部と外周部に分かれ、中心部へ伸びた液が衝突することによって、下流方向に細い液柱が伸びるとともに、上流側にも細い液柱が伸びることが解った。また、外周部へと向かう液が液滴となっている。
計算で予測するには、特に工夫をしていない。ただし、空間刻みが軸方向、半径方向ともに2μm、時間刻みが1.0e-9secであり、比較的小さいと考えられる。