2022 Fiscal Year Annual Research Report
Self moving fluidic actuator using acoustic radiation force
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19H02092
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
黒澤 実 東京工業大学, 工学院, 准教授 (70170090)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 液中アクチュエータ / 超音波アクチュエータ / 圧電アクチュエータ / 圧電振動子 / 音響放射圧 / 音響流 / MEMS / 強力超音波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
推進力に関する信頼に足る理論について既存の理論適用を検討するため，理論的に推力をもとめる解析解についての検討を進めた。また，推進力として用いることのできる非線形現象が3つあることから，これらの寄与と活用について検討を進めた。
弾性表面波デバイスを用いた液中アクチュエータでは，流体の粘性の変化による駆動変化を検討した。グリセリン濃度を変えることで水溶液の粘性を変化させ，駆動力の変化を実験的に検討した。また，推力の発生原理と考えられる非線形効果に対する粘度の影響を考慮することで，推力源となり得るふたつの非線形効果の推力への寄与について検討した。実験結果より，粘性が高いほど推進力が低下することを確認した。このことから，音響放射圧と音響流のふたつの駆動原理のうち，粘性による影響が大きく作用する音響流の駆動原理が，駆動力に大きく作用するのではないかと考えられた。
弾性表面波デバイスについては，一方向性電極を用いたデバイスの検討を行うため，駆動電極内に反射器を組み込んだタイプの一方向性電極の利用が可能であるかを解析により検討を行うため，数値解析ソフトによるシミュレーションを検討した。一方向性電極による波動の励振を等価モデルにより解析し，数値解析ソフトによるシミュレーションへと進める。
バルク波デバイスを用いたアクチュエータでは，振動速度が振動面内で分布することから，振動分布特性を表現できる電気機械等価回路モデルの検討を進めた。このため，これまでに行った，厚み振動及び周方向振動のモデルに，両者の結合を加味することで振動分布を表現できるモデル化を行った。モデルの検証を行うため，振動面の振動変位分布の詳細の測定を進めている。このモデルにより，電気入力に対する振動の発生，振動の発生から音響放射力による推力の発生を記述する等価モデルを求める計画である。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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