2010 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 眞治 東京理科大学, 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 |
前年度試作した各種MEMSベースアクチュエータの基本特性の把握と性能向上を目指した改良を実施した。プラズマアクチュエータジェットに関しては、壁面に平行な噴流と壁面に対して角度を有する斜め噴流を発生する電極の配置を検討し、前者はせん断層に横渦を与え、後者は縦渦を与えることが可能となり、各種剥離せん断層に応じた利用を想定している。改良における技術的課題は、斜め噴流を発生する電極の形状とサイズの最適化であり、各電極のサイズと印加電圧と周波数の関係を実験により求めた。その際、画像処理流速計により誘起速度を求めた。次に、ピエゾアクチュエータを用いた直径5mmのアクティブディンプルを二次元流路に装着し、ディンプルにより誘起される流れを画像処理流速計により計測し、ディンプル底面の振動により発生する周期流れの動的な挙動を明らかにした。このほか、既存のシンセティックジェットを高い周波数で駆動し、ストークス数と無次元ストローク長さを高範囲に拡大することにより適用範囲の拡大に努め、併せて、開発済のステレオマイクロPIVシステムの精度を向上させ、計測系の高度化を達成した。その結果、シンセティックジェットの渦構造を類型化し、ジェットの最適な諸パラメータを明らかにした。このほか、シンセティックジェットをアクチュエータとして、後方ステップ流れの再付着過程を極値探査法により周波数制御するアルゴリズムを完成させた。以上により、各種アクチュエータの機能向上を達成し、剥離再付着流れの閉ループ制御を実現し、当初の計画を達成している。併せて、これらの成果を国内外の学会での講演発表ならびに雑誌に発表した。
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