2017 Fiscal Year Annual Research Report
Flow characteristics of magnetic functional fluids under unsteady magnetic fields
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15K05806
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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(矢上), 教授 (00162545)
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| Project Period (FY) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| Keywords | 磁性流体 / MR流体 / 超音波 / クラスタ / 磁場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，印加磁場によってその諸性質が大きく変化する磁気機能性流体として，磁性流体とMR流体を取り扱う。これらの流体には，磁性体微粒子が含まれており，印加磁場に応じて流体内部に磁性体微粒子のクラスターが形成される。このクラスター形成によって，特徴ある変化が流体に生じる。ここでは，これらの磁気機能性流体を取り巻く環境を動的に変化させた実験を遂行し，超音波伝播特性変化，圧力変化，荷重変化，固有振動数変化といった，様々な流動場における諸量を詳細に検討することにより，磁気機能性流体の動的な流動特性を明らかにすることを目的としている。
MR流体に振動磁場を印加した場合の超音波伝播特性に関する実験を昨年度に引き続いて実施した。本年度は超音波振動子を複数使用し，超音波振動数の影響について調べた。その関係で，新たにテストセルを製作した。振動数が変化しても，磁場による超音波伝播特性には大きな変化が生じないが明らかになった。
昨年度の成果を踏まえ，円管内の磁性流体流動に振動磁場を印加した時の，圧力変動について詳細に調べた。印加磁場として，直流と様々な周波数の変動磁場を合成した磁場を印加した。その結果，磁場の直流成分と振動成分の大きさに基づく圧力変動が，それぞれの振幅に大きく依存することがわかった。また，圧力変動のFFT解析も行い，その変動メカニズムを明らかにした。
MR流体の衝撃吸収装置への応用を考え，流路断面が線形的に変化する流動モデルを考え，MR流体をビンガム流体としてその流動の理論解析を行った。また，解析結果を検証するため，新たな実験装置の設計製作を行い，実験を実施した。その結果，理論結果と実験結果は定性的には一致したが，印加磁場強度によっては，両者の結果は一致しなかった。この原因は，実験と理論解析における磁場分布に差異があった為と考えており，今後改善する予定である。
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Research Products
(8 results)
