2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12555210
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
大坪 泰文 千葉大学, 工学部, 教授 (10125510)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
枝村 一弥 (有)新技術マネイジメント, 代表取締役
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| Keywords | 電気流体力学効果 / ジェット噴流 / 流体デバイス / 絶縁性液体 / インクジェット / 画像解析 |
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| Research Abstract |
誘電性液体に直流高電場を印加すると、電極から秒速1m以上の高速ジェット噴流が発生する。本研究は、このジェット噴流の発生メカニズムとその制御法を確立し、新しい流体制御技術として確立することを目的とする。
1. 2枚の透明電極を対向させ、絶縁性液体に浸漬して高電圧を印加すると、液面が上昇して1秒以内に平衡高さに達する。電極面をわずかに傾けたときに液面上昇が顕著であることがわかった。高速ビデオカメラで内部の運動を画像解析した結果、トレーサー粒子は高速で集合と離散を繰り返しており、液体中における粒子の存在確率およびその運動は局所的に非常に不均一であることがわかった。このときのサイズは膨張したときで直径約1mm、収縮したときは約0.5mmで、その周期は0.5秒程度であった。液面を上昇させる原因となる内部圧力の発生を支配しているのは、電場下における周期的な高速循環流であることがわかった。
2. 針電極から発生する大規模な循環流のパターンと電極配置の幾何学との関係について調べた。電極が1対の+-であるときには、ジェット流は必ず+側から-側へと発生するが、幾つかの電極を配置したときは、電極間を通過する大きな流れが発生することがあり、液体の流れは単なる電極間を結ぶ直線的流れではないことがわかった。さらに、ジェット流は+-両電極から発生していることが明らかとなった。
3. モデルとして、針状電極とノズルからなるインクジェット機構について検討した。これまでの研究では+から-へのジェット流が強いので、電極を+、ノズルを-となるような構造がインクジェット機構としては不可欠であると考えられたが、+、-逆にしてもノズルからジェットが発生することが確認できた。電極の三次元的空間配置が巨視的なジェット流を支配しているものと考えられる。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] 横田眞一: "植毛電極による誘電液体の粘度増加を用いた液圧制御弁(植毛ERバルブの提案)"日本機械学会論文集(C編). 67巻657号. 1619-1626 (2001)
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[Publications] Shinichi Yokota: "Micromotor Using Electroconjugate Fluid(Fabrication of Inner Diameter 2 mm RE Type ECF Motor)"J.Robotics Mechatronics. 13巻2号. 140-145 (2001)
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[Publications] Shinichi Yokota: "A Micro Motor Using Electroconjugate Fluids(ECFs)(Proposition of Stator Electrode Type(SE-type)Micro ECF Motors)"JSME International,C. 44巻3号. 756-762 (2001)
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[Publications] 横田眞一: "電界共役流体(ECF)を応用したモータ(ディスクプレート形ECFモータの提案)"日本機械学会論文集(C編). 67巻664号. 4032-4037 (2001)
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[Publications] 大坪泰文: "エレクトロレオロジー流体〜画像技術への応用〜"日本印刷学会誌. 38巻4号. 231-237 (2001)
