レーザドップラ振動計を用いた壁面付着気泡の音響共振特性の測定－自由気泡の理論計算結果との比較

摘要

超音波音場における単一微小気泡の振動を測定することを目的として，レーザドップラ振動計（LDV）を用いた実験システムを構築した．その観測システムを用いて，微小気泡の特性でも最も基本的かつ重要である線形共振特性を実験的に測定することを試みた．測定対象はガラス壁面に付着させた単一気泡である．LDV観測システムを用いることでナノメートルオーダーの振動振幅を捉えられることを実証し，気泡振動の線形共振特性の評価に成功した．測定結果から共振の鋭さQ値と共振半径を評価し，自由気泡の場合の理論計算結果との比較を行った．その結果，共振半径，Q値の測定値はいずれも理論値よりも小さく見積もられた．この理由としては壁面の存在が気泡振動に影響を与えていると考えられる．本観測結果は，構築したLDV観測システムが気泡の微小振動測定に非常に有効であることを示しており，今後，壁面が気泡振動に与える影響等の評価が期待できる．