2005 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロジェットによる低レイノルズ数流れの制御技術の開発
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15360102
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
本阿弥 真治 東京理科大学, 工学部, 教授 (30089312)
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| Keywords | マイクロ流れ / マイクロ画像処理流速計(PIV) / 流れの制御 / シンセティックジェット / パルスジェット / MEMS / 混合促進 |
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| Research Abstract |
本研究では、マイクロ流体工学の重要な要素技術の一つである低レイノルズ数流れの効果的な制御技術を確立するため、パルスジェットが有する縦渦効果ならびにパフ効果に着目し、三次元縦渦構造を明らかにするマイクロステレオPIVならびに非定常パフ効果を計測可能なマイクロダイナミックPIVの両マイクロ計測システムを構築し、さらに、マイクロシンセティック(Synthetic)ジェットならびにパルスジェット発生装置を開発することを目的としている。ステレオPIVに関して、シャインフルーグアダプタ(主要設備備品)を用いて、撮影面全体に一定な被写界深度を確保し、併せて、PIVシステムの画像撮影とヤグレーザ光源の発光時刻ならびにジェットの吹出しパルス信号を同期させ、ステレオPIVシステムの精緻化を推進した。ダイナミックPIVに閲し、マイクロジェットのパフ効果によるジェット先端部の渦を高速度ビデオカメラで可視化し、画像処理により、各位相ごとの渦領域の速度ベクトルと渦度を求めた。その際、連続光源としてCWヤグレーザ(主要設備備品)を使用した。マイクロジェットは静止空気中ならびに十分に発達した2次元流路流れ中に吹出され、マイクロシンセティックジェットならびにパルスジェットの吹出し周波数とジェットの直径、そして吹出しジェットのレイノルズ数をパラメータに実験を実施した。その結果、シンセティックジェットのレイノルズ数が小さくなると、ジェットの渦構造が残存する無次元距離は大きくなる。さらに、流路内へ吹出す場合、シンセティックジェットは、混合促進に効果的なことが判明した。3年間の研究成果により、マイクロジェットを用いたMEMS制御システムを完成させ、低レイノルズ流れの新たな制御技術を開拓することが期待される。
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