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平成12年9月に発出した第1回微小重力科学国際公募における流体物理分野における候補テーマの選定について、以下に示します。
我が国のマランゴニ対流研究は、透明モデル材料による流体力学の進展に寄与する研究と、実材料を用いた結晶成長技術の向上を目的とした研究の2つの方向性から体系的に研究が行われていることが特徴です。日本の小型ロケット実験を通じ、対流を詳細に観察する技術が確立し、世界で最先端の実験手法を獲得しました。透明モデル材料では、内部や表面の流れを立体的に観察することができ、三次元的な複雑な振動流を鮮明に捉えることが出来るようになりました。また、半導体のような不透明な液体の流れは普通の方法では見えませんが、X線で観察する装置を開発し宇宙実験で流れの様子を捉えることに成功しました。このことから、これまでの我が国の小型ロケット実験は、マランゴニ対流の観察のための技術開発的要素と振動流遷移の体系的理解の足がかりとして重要な役割を果たしました。 宇宙実験の初期には時間と共に流れの変わらない定常流についての実験が実施され、その後、温度差をより大きくすると発生する複雑な流れの研究へと発展してきました。複雑な流れの解明も高度な実験技術が確立したことにより、これから急速な進展を遂げると考えられます。その中で、解決すべき課題は、複雑な流れが発生する条件を見いだすこと、また、その複雑な流れが発生する要因を解明することです。前者の課題については、「きぼう」船内実験室一次選定テーマにより、モデル材料および半導体材料による複雑な振動流やカオス流の発生条件を詳細に調べる研究が実施されます。今回の国際公募テーマは、透明な流体を使い複雑な振動流が発生する本質的要因を解明しようとする実験で、後者の課題を解決するための実験と位置づけています。 国際宇宙ステーションの初期利用テーマとして実施される実験により、透明モデル材料でも半導体の実用材料においてもマランゴニ対流の複雑な流れへと遷移する現象が体系的に解明されます。この結果は、マランゴニ対流の知識を深めるだけでなく、表面を有する流体力学の進展にも多大な貢献を果たすことでしょう。今後は、遷移現象が解明された後には、複雑な流れの構造の解明へと移行し、界面を有する流体の総合的な理解へと繋がります。
最終更新日：2002年1月23日
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