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人工筋肉を用いた渦構造の効果的制御と推進機構の創造

Research Project

Project/Area Number 15760113
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

渕脇 正樹  九州工業大学, 情報工学部, 助手 (60346864)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
KeywordsArtificial muscle(人工筋肉) / Conducting polymer(導電性高分子) / Vortex(渦) / Unsteady motion(非定常運動) / Airfoil(翼) / Lift(揚力) / Thrust(推進力) / Artificial muscle (人工筋肉) / Conducting polymer (導電性高分子) / Vortex (渦) / Unsteady motion (非定常運動) / Airfoil (翼) / Lift (揚力) / Thrust (推進力)
Research Abstract

イオン導電性高分子による人工筋肉を用いた渦構造の効果的制御方法の確立,それを用いた推進機構の創造を目的に,人工筋肉を用いた翼まわりの流れの制御実験を行った.供試翼NACA0010を対象に(翼弦基準レイノルズ数Re=900),翼背面上に人工筋肉を貼付(翼前縁から1/4弦長)し,それによる翼背面上の流れ制御実験を行った.具体的には,静止状態時にはく離が発生する迎え角において,翼背面上に貼付した人工筋肉を屈曲運動させた時の流れ場の様子を粒子可視化法,染料流出可視化法,さらにはPIV画像計測により定性的・定量的に観察した.その結果,以下のことが明らかになった.
1.イオン導電性高分子による人工筋肉を翼背面上に設置した供試翼を作成し,流れの効果的制御を目的とした可視化実験を行った.人工筋肉の屈曲運動により,静止状態時(迎え角α=13deg.)に翼背面上に形成される逆流域を減少させることが可能であることがわかった.また,翼後縁から巻き上がる渦の渦度も弱めることが可能であった。
2.人工筋肉の屈曲周波数f=2.0Hzの場合に,翼前縁からの流脈は渦を形成し,翼背面上に再循環領域が形成され逆流域は減少する.しかしながら,f>2.0Hzでは,翼前縁からの流脈は渦を形成するものの,そのスケールが小さく,翼背面上に再付着しないために逆流域の減少は見られなかった.
3.これまでに提案されてきた様々なアクチュエータによる流れ制御(渦の制御,はく離の制御)に比べ,人工筋肉による流れ制御は低駆動電圧で容易に可能であることがわかっただけでなく,人工筋肉の様々な屈曲運動によりスケールの異なる渦を生成可能であることを明らかにした.

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (4 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] 導電性高分子による微小変形するソフトアクチュエータ2005

    • Author(s)
      渕脇正樹, 池田賢治, 田中和博
    • Journal Title

      第17回バイオエンジニアリング講演会講演論文集 No.04-48

      Pages: 335-336

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Flow control around an Airfoil by an artificial Muscle2004

    • Author(s)
      Masaki Fuchiwaki, Kazuhiro Tanaka, Shingo Sewa, Kazuo Onishi
    • Journal Title

      The Second Conference on Artificial Muscles (CD-ROM)

    • NAID

      110002484217

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] イオン導電性高分子アクチュエータの動的挙動の予測2004

    • Author(s)
      渕脇正樹, 池田賢治, 永山勝也, 田中和博
    • Journal Title

      日本機械学会2004年度年次大会講演会講演論文集 No.04-1, Vol.6

      Pages: 141-142

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 人工筋肉による翼まわりの流れ制御2004

    • Author(s)
      渕脇正樹, 田中和博
    • Journal Title

      第16回バイオエンジニアリング講演会講演論文集 No.03-38

      Pages: 311-312

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] Masaki Fuchiwaki, Wataru Takashima, S.S.Pandey, Keiichi Kaneto: "Proposal of Novel Actuators Using Conducting Polymer Laminates"Synthetic Metals. 4 April. 135-136 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Masaki Fuchiwaki, Kazuhiro Tanaka, Shingo Sewa, Kazuo Onishi: "Vortex Control by an Artificial Muscle Based on a Conducting Polymer"4th JSME/ASME Joint Fluids Engineering Division Annual Summer Meeting, FEDSM 03-45070. (CD-ROM). (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Masaki Fuchiwaki, Kazuhiro Tanaka, Shingo Sewa, Kazuo Onishi: "Effective Control of Vortex Shedding by an Artificial Muscle"7th International Symposium on Fluid Control, Measurement and Visualization, ID-274. (CD-ROM). (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 渕脇正樹, 田中和博: "流れの制御に対応した人工筋肉の機械的特性評価"日本機械学会2003年度年次大会講演会講演論文集. Vol.VII, No.03-1. 63-64 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 渕脇正樹, 田中和博: "人工筋肉による流れの効果的制御"日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集. No.03-16. 194 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 渕脇正樹, 田中和博: "人工筋肉を用いた流れ制御の可視化"日本機械学会鹿児島地方講演会講演論文集. No.038-2. 113-114 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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