Small Propulsion Machine in Cryogenic Fluid in Next-Generation Energy Society

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K06267
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Intelligent mechanics/Mechanical systems
• Research Institution: Akita Prefectural University
• Principal Investigator: Futamura Muneo 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (80404854)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 明 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (50211941)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 小型推進マシン / ジェット型推進 / 低温流体 / 液体窒素

Outline of Final Research Achievements

We develop a small swimming machine in cryogenic fluid for maintenance of superconducting applications. The small swimming machine comprises an acrylonitrile butadiene styrene resin body encapsulating a nichrome wire. The vaporized nitrogen gas jet from an exit of the body was observed using a high-speed camera．The dependence of the injection velocity on the injection diameter was clarified. By constructing the machine body with two parts, the repetition of the injection action was enabled.

Free Research Field

機械工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で用いた液体窒素を含む低温流体は，低密度・低粘度・低温のために使用部材が限られるなど，これまでに研究されている常温の流体中を推進する機構とは異なる．そのような，従来研究されていない環境における効率的な小型マシンを開発したものである．本研究は，流体力学的には，通常のレイノルズ領域とは異なり，未だ詳細に研究されていない範囲を実験的に調べたものであり，流体力学的に新しい知見を得るものである．
また，今後の社会における液体水素や液体窒素の普及に対応するために，低温流体中を駆動する小型マシンの開発に資す知見を得るものであり，本研究の社会的意義は大きい．