2008 Fiscal Year Annual Research Report
誘起的乱流逆利用によるプラズマ流ナノ粒子創製プロセス用新規制御デバイスの開発
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20760106
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
茂田 正哉 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 助教 (30431521)
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| Keywords | 流体工学 / プラズマ工学 / ナノ粒子 |
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| Research Abstract |
本年度は当該研究課題に対して、理論的・数値的研究および実験的研究の両面からのアプローチを行った。理論的・数値的研究においては、まずプラズマ流ナノ粒子創製システムにおける個々の素過程を定式化し、それらを統合することでプロセス全体の包括的なモデル化に成功した。その際、プラズマ流が対向流によって急冷される系の熱流動場や誘導電磁場、およびプラズマ流中の原料粒子の輸送・伝熱過程が明らかとなった。またナノ粒子の成長過程・空間分布の情報を定量的に得られるようになり、さらに各位置におけるナノ粒子の粒度分布関数までもが抽出できるようになった。それに加えて、冷却方式の違いがナノ粒子成長特性に与える影響も明らかにすることができた。一方で実験的研究においては、まず境界層外に乱れを生成し、その乱れが境界層内に飛び火して不安定波を引き起こす現象を詳細に観測した。さらにピエゾセラミックアクチュエータを用いたフィードフォワード制御による成長途中の不安定波のコントロールを試みた。その結果、ピエゾセラミックアクチュエータの乱流遷移制御デバイスとしての可能性が示唆された。またフルイディクス(流体自励振動子)を連結することで同期した振動ジェットを生成できるデバイスの製作に成功した。これを乱流場においてキャビティから発生する流体騒音の制御に用いた結果、騒音の抑制に効果があることが示された。すなわち連結されたフルイディクス列もまた制御デバイスとして有効であることが示唆された。
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