磁場によって誘起される流体散逸構造に関する実験的研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04804025
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 本地 弘之 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (80038538)
• Keywords: 伴流 / 対流 / 散逸構造 / ローレンツ力 / 磁場 / 電解液

Research Abstract

今年度は、水平におかれた平面水槽(48cm×13cm×1cm)内の対流セル流れに関する実験を行った。その結果、関連するパラメータの値に依存して、通常の熱対流でみられるセル流れと異なる流れ模様が形成されることを見出した。
水槽の片側の下に、交互の上面極性をもつ角型永久磁石を13個一列に並べた。水槽両端に電極をおいた。3%の炭酸水素ナトリウム水溶液を電解質作業流体として用いた。電極間にd.c.電流を印加すると、電流と永久磁石による静磁場との相互作用によるローレンツ力のために、電解液が駆動された。磁極が交互におかれているので、流れの方向は側壁に向かう方向、側壁から離れる方向と交互になる。その結果、隣り合うものどうし違った回転方向をもつ一定の大きさの渦が側壁にそって一列に並ぶセル流れが形成された。ローレンツ力がある臨界値をこえると、ある渦は大きく成長し、他の渦は縮退して、大小の渦からなる特異なセル流れが形成されることが分った。このような流れは、通常の鉛直熱対流では見られないものである。さらにローレンツ力が増すとセル流れは乱流化することが分った。

Research Products

• [Publications] Hiroyuki Honji: "Plane wakes behind a moving magnetic-field source" Engineering Science Reports,Kyushu University. 14. 411-414 (1993)
• [Publications] 本地弘之: "定常磁場で駆動される渦流れ" 第25回流体力学講演会講演集. 1-8 (1993)
• [Publications] Seiko koga,Hiroyuki Honji,Nobuhire Matsunaga,Yuji Sugihara: "Convective cellular flow in a horizontally long layer of fluid" Engineering Science Reports,Kyushu University. 15. 218-225 (1993)
• [Publications] 本地弘之: "磁場によって駆動される渦流れ" 日本流体力学会誌. 13(発表予定). (1994)
• [Publications] 本地弘之: "対流微細構造の水槽実験" 月刊海洋. 号外(発表予定). (1994)