磁場による非平衡プラズマ流の高活性化と選択的機能制御

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04805016
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 西山 秀哉 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (20156128)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神山 新一 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80006171)
• Keywords: プラズマジェット / 熱非平衡 / 活性化 / 磁場制御 / 電子 / イオン / 機能性 / モデル化

Research Abstract

1.管内非平衡プラズマジェットのプラズマパラメータ,励起特性及び熱流体力学特性について、ミラー磁場下及びカスプ磁場下でのコイルへの供給電流による変化と磁場分布の形状による相違を明らかにした。得られた主な結果を要約すると以下のようになる。
(1)電子密度分布は、測定断面上流の軸方向最大磁場強度に強く依存することが明らかとなった。これは、最大磁場強度になる位置でのプラズマの状態が下流の測定断面でのプラズマ状態に大きく影響していると考えられる。
(2)ガス速度分布は,コイル供給電流が増加すると中心領域で,ミラー磁場下では増速し,カスプ磁場下ではわずかに減速することが明らかになった。これは,磁気ノズル効果やローレンツカによる影響を受けたイオンとの運動量交換によるものと考えられる。
(3)磁場形状においてミラー磁場は,カスプ磁場よりもプラズマパラメータと強く相関していることが明らかとなった。コイルへの供給電流が同じ時は、ミラー磁場の方が磁場制御特性が優れていることを示唆している。
2.磁場下の非平衡プラズマジェットについて一流体二温度モデルに基づき,プラズマの素過程,輸送係数の変物性や非等方性を考慮した基礎式を構築した。数値シミュレーションにより,特に電離度が磁場により選択的に制御可能で、壁面の熱的条件も重要因子であることも明らかにされた。

Research Products

• [Publications] 西山 秀哉,斎須 亨 大久保 雅章,神山 新一: "磁場下の非平衡プラズマジェットの数値シミュレーション" 日本機械学会第70期全国大会講演論文集. C. 323-325 (1992)
• [Publications] 佐藤 岳彦,西山 秀哉 神山 新一: "非平衡プラズマジェットの磁場による制御(磁場分布形状の影響)" 日本機械学会第70期通常総会講演論文集. II. (1993)
• [Publications] H.Nishiyama,T.Saisu M.Okubo and S.Kamiyama: "Numerical Simulation of a Low Pressure Plasma Jet in the Applied Magnetic Field" Proc.11th Int.Symp.on Plasma Chemistry. (1993)
• [Publications] 西山 秀哉,斉須 亨 大久保 雅章,神山 新一: "磁場下の非平衡プラズマジェットの数値シミュレーション" 日本航空宇宙学会北部支部講演会論文集. 36-41 (1993)