MHz振動を受ける微小水滴の液面挙動

摘要

液体スロッシング現象は，これまで宇宙開発や各種輸送 機関の液体貯蔵容器に関連して高振動数領域の加振にまで 研究が進められてきた.著者等も高振動数•高加速度の振 動を受ける容器内液体の運動に関して，液面波動や液面崩 壊の観点から多くの研究を報告してきた.これらの研究 において，液体量は比較的多く，また加振振動数も数百Hz 程度までの発生現象が対象とされてきた.一方，μ-TAS (micro total analysis system)やMEMS (micro electro mechanical systems)などの発展により，より微少量液体お よびより高振動数加振における液体スロッシング現象の解 明の重要性が認められるようになってきた.そのため，MHz の高振動数を生成できるSAW (表面弾性波）デバイスを使 用した研究が活発になってきた.し かしながら，微小液 滴が高振動数の加振を受ける場合の液体スロッシング現象 に関してはまだまだ不明な点が多い現状である.%The dynamic behavior of water surface of a micro droplet subjected to MHz vibration was studied with the highspeed video camera analysis system. An acoustic surface wave device driven at the frequency 3.17 MHz was produced as the oscillator. Surface waves, surface disintegration, and fine water particle ejection and mist ejection from the micro droplet surface were observed by the high-speed video camera at 2.5 million frames per second. Characteristics of surface waves and surface disintegration of water micro droplet subjected to the surface acoustic wave were revealed experimentally.