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音響マイクロ流の発生と計測・制御に関する研究

Research Project

Project/Area Number 16656062
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

鎌倉 友男  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (50109279)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywords音響流 / 集束超音波 / ドップラー / SBE / KZK / 非線形音響 / ミクロ流 / 焦点 / 集束音源
Research Abstract

マイクロ流はマイクロデバイスの周辺あるいは内部はもちろんのこと、生物、特に毛管内マイクロチャネル内で観測されるが、ここでは超音波によるミリオーダーからサブミリオーダーサイズの音響マイクロ流の発生、計測および制御に関する基礎研究である。音響流の駆動力は基本的には超音波のインテンシティに依存すること、超音波エミッタへの電気入力信号を微調整することで音場が容易に変えられること、この2つのことからマイクロ流の流速分布が制御可能と予測される。本研究の目的は、特に高集束超音波エミッタの焦点という局所領域における音響マイクロ流の発生および計測・制御にある。まずは、扁平回転楕円体座標を用いた精度良い音場解析モデル式SBEを提案し、高集束場の理論解析を行った。SBEは、従来のKZK理論モデル式に比べて、境界条件の設定が容易なこと、計算時間が短くて音圧分布が求められる。この研究成果は、2005年7月にアメリカで開催された非線形音響に関する国際シンポジウムで発表した。続いて、音響流の計測とその制御について実験を行い、SBEを用いた音響流の流れ場予測と比較した。同軸で2つの共焦点をもつ圧電素子から構成された超音波エミッタを利用し、焦点付近を中心とした流速分布を、レーザードップラーで計測した。そして、2つの素子への駆動電圧において、その初期位相を変えることで音場を制御し、流速分布も大きく変わること、つまり制御可能である知見を得た。これについては、2005年8月にハンガリーで開かれた音響国際会議で報告した。以上の結果から、SBEを中心とした本音響流解析手法は、音響マイクロ流の生成及び制御にとって有効である。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2006 2005 Other

All Journal Article (3 results)

  • [Journal Article] Local control of the Eckart streaming near the focus of a concave ultrasound source with two coaxially arranged transducers2006

    • Author(s)
      K.Matsuda, T.Kamkaura, M.Maezawa
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys. (In press)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 楕円面音響レンズによる集束音波ビーム2005

    • Author(s)
      秋山正彦, 内山 弘, 鎌倉友男
    • Journal Title

      日本音響学会誌 61・2

      Pages: 71-78

    • NAID

      110003140587

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Elliptically curved acoustic lens for emitting strongly focused finite-amplitude beams : Application of the spheroidal beam equation model to the theoretical prediction

    • Author(s)
      M.Akiyama, T.Kamakura
    • Journal Title

      Acoustical Science and Technology In press

    • NAID

      110003140560

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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