English follows Japanese. https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.7.023201

反応流における粘性フィンガリングの謎を解明

長津研究室（大学院生が第一著者）は、流体内で化学反応が起こる反応流において、流れのダイナミクスが変化する興味深い現象を発見しました。この研究は、2つの流体の界面が不安定になり、指状のパターンを形成する粘性フィンガリング（VF）に焦点を当てています。化学反応によってゲルが生成されると、このゲルの強度がVFパターンに大きな影響を与えることがわかりました。

実験では、弱いゲルは非反応の場合と同様のVFパターンを示し、中程度の強度のゲルはフィンガーを狭くし、強いゲルはフィンガーを広くしました。これらの変化は、ゲルの粘弾性特性によるもので、その強度に応じて流れに異なる影響を与えます。研究は、これらの効果を説明するモデルを提案し、流れのダイナミクスを制御する上でゲルの強度を理解することの重要性を強調しています。

Unraveling the Mysteries of Viscous Fingering in Reacting Flows

Researchers (Nagatsu Lab) have discovered a fascinating phenomenon in reacting flows where chemical reactions within a fluid can change the flow dynamics. This study focuses on viscous fingering (VF), a process where the interface between two fluids becomes unstable, forming finger-like patterns. When a chemical reaction produces a gel, the strength of this gel can significantly alter the VF patterns.

The experiments showed that weak gels result in VF patterns similar to non-reactive cases, medium-strength gels make the fingers narrower, and strong gels make them wider. These changes are due to the gel’s viscoelastic properties, which affect the flow differently based on its strength. The study proposes a model to explain these effects, highlighting the importance of understanding gel strength in controlling flow dynamics.