2009 Fiscal Year Annual Research Report
MEMSベースアクチュエータによる剥離再付着流れの制御に関する戦略的展開
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21360087
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
本阿弥 真治 Tokyo University of Science, 工学部, 教授 (30089312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
元祐 昌廣 東京理科大学, 工学部, 助教 (80434033)
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| Keywords | アクチュエータ / MEMS / プラズマジェット / アクティブディンプル / シンセティックジェット / ステレオ画像処理流速計 / はく離流れ / 流れの制御 |
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| Research Abstract |
各種MEMSベースアクチュエータを設計試作した。プラズマアクチュエータは、壁面近傍擾乱付加方式として最も将来性が期待されているもので、壁面に電極を貼付し、非常に高い周波数の交流高電圧を印加し、流れをイオン化させることにより、壁近傍で噴流を与えることが可能となる。これにより流れの剥離を抑制、防止するものである。そこで、運動量付加ならびに運動量輸送が可能となる仕様を検討し、製作した。試作における技術的課題は、電極の正確な加工と壁面装着技術が挙げられ、卓上走査電子顕微鏡(主要購入設備)観察による電極加工の精度向上、ならびに電極観察の際の前処理に必要な小型スパッタ装置(主要購入設備)により高精度加工に基づいて、プラズマアクチュエータを完成させ、画像処理流速計により誘起速度を求め、電極形状の影響を明らかにした。次に、ピエゾアクチュエータ用をいた直径5mmのアクティブディンプルを試作した。ディンプルの底面が高い周波数で上下し、ディンプル深さを周期的に変化させることができ、壁面近傍の二次流れによる運動量輸送の他に周期的擾乱を加えることが可能となる。画像処埋流速計により、擾乱の発生を定量的に明らかにした。即ち、アクティブディンプルを二次元流路ならびにディフューザに装着し、剥離せん断層の成長に及ぼす影響を明らかにした。このほか、既存シンセティックジェットを高い周波数で駆動するなどの高機能化に努め、併せて、既に開発済のステレオマイクロPIVシステムなどの精度を向上させ、計測系の高度化を達成した。その結果、マルチシンセテイックジェットの三次元渦構造を明らかにし、干渉過程により複数のジェットの最適な配置を明らかにした。以上により、当初の計画を達成し、成果を国内外の学会で講演発表した。
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