2022 Fiscal Year Final Research Report
Development of Novel Flow Control Technology by Surface Charge Control
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20H00279
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 24:Aerospace engineering, marine and maritime engineering, and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 慎太郎 東北大学, 工学研究科, 助教 (60869650)
蟹江 澄志 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60302767)
野々村 拓 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60547967)
松野 隆 鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (90432608)
小室 淳史 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (70733137)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 流体制御 / プラズマアクチュエータ / 誘電体バリア放電 / 大気圧プラズマ / プリンテッドエレクトロニクス |
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| Outline of Final Research Achievements |
A fluid control device called a plasma actuator, which induces ion winds associated with a dielectric barrier discharge by applying a high voltage to the surface of a fluid machine, consists only of electrodes and a dielectric separating them, and is expected to be applied to actual fluid machines because of its simplicity of installation, structural flexibility that does not interfere with the original performance of fluid machines, and immediate response without mechanical deformation. In this research project, we focused on the fact that the performance of fluid machinery depends greatly on the behavior of electric charges accumulated on the surface, and aimed to improve its performance and functions by controlling the surface charges through multiplication of electrodes, appropriate voltage applying method, and observation of surface charge. In addition, a dynamic control system using simultaneous measurement and a fabrication method using printed electrodes were also proposed.
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| Free Research Field |
高温気体力学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
誘電体バリア放電を利用したプラズマアクチュエータによる流れの制御は，流体機械の性能向上に繋がることはもちろんのこと，航空機における革新的な飛行方法の基盤となり得る技術であるが，これまで放電で生じる荷電粒子と結果として得られる誘起流れの関係性については，詳細な解析がなされていなかった．本研究課題では，表面電荷の蓄積がどのように空気中の荷電粒子の加速に影響をするかを念頭にさまざまな調査や製作方法の検討を行っており，経験論的ではなく，表面誘起流をデザインするための知見を得ることができた．これは新しい流体駆動方法の基盤となるものであり，より環境適合性に優れた流体機械の開発に向けた重要な成果である．
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