1999 Fiscal Year Annual Research Report
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11450079
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
澤田 達男 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (00162545)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木倉 宏成 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助手 (00302985)
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| Keywords | 磁性流体 / 超音波 / UVP法 / クラスタ / スロッシング / 磁場 |
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| Research Abstract |
超音波流速分布測定法(UVP法)で内部の速度分布計測を行う場合、超音波の反射体として流体中に微粒子を添加する必要がある。磁性流体や電気粘性流体などの機能性流体には元来強磁性体や誘電体の微粒子が含まれている。磁性流体に磁場を印加した場合、磁性体微粒子自身が鎖状クラスタを形成し、大きな構造体を形成する。その結果、このクラスタと添加微粒子の形態によって、反射された超音波エコーの特性変化が予想される。そこで、まず磁性流体に磁場を印加した時の磁性体微粒子のクラスタ形成を特殊顕微鏡によって観察し、その画像データを解析した。その結果、従来報告されていない、クラスタ形成の長時間における経時変化の様子が明らかとなった。
また、具体的な流れ場の計測も実施した。まず円筒容器内の磁性流体スワーリングの発生メカニズムの解明を、内部流速および液面波形の同時測定から明らかにする事を試みた。液面の変動と内部流速変動の位相差や流速分布のスペクトル分布など、従来入手困難な測定データが得られたが、スワーリング発生メカニズムの詳細までは解明できなかった。
次に、二重円筒内のテーラ渦におよぼす回転磁場の影響を、速度分布測定から調べた。その結果、一様磁場とは異なり、単なる見かけの粘度増加では説明できない現象を捉えることができた。磁気体積力、円筒回転によって生じるせん断力を考慮した新しいパラメータを提案し、この現象を説明する事が可能となった。
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[Publications] Tatsuo Sawada: "Visualization on Clustering on Non-Magnetic and Ferromagnetic Particles in Magnetic Fluids"Proceedings of SPIE. Vol.3783. 389-396 (1999)
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[Publications] Tatsuo Sawada: "Kinematic Characteristics of Magnetic Fluid Sloshing in a Rectangular Container Subject to Non-Uniform Magnetic Fields"Experiments in Fluids. Vol.26. 215-221 (1999)
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[Publications] Hiroshige Kikura: "Velocity Profile Measurements of Magnetic Fluid Flow Using Ultrasonic Doppler Method"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. Vol.201. 276-280 (1999)
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[Publications] 木倉宏成: "磁性流体と非磁性微粒子のクラスター現象"可視化情報. Vol.19. 131-132 (1999)
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[Publications] 大平泰弘: "円筒容器磁性流体スロッシングでの軸対称性回転現象に関する研究"第11回「電磁力関連のダイナミックス」シンポジウム講演論文集. 115-117 (1999)
