2011 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 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 / ストークス数 / 流れの制御 / アクティブディンプル / シンセティックジェット / プラズマアクチュエータ / ステレオ画像処理流速計 / 剥離流れ |
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| Research Abstract |
以下の項目について検討し研究成果を得た。
1.アクティブディンプルに関しては、前年度まで使用したアクチュエータに比べ、増幅機能デバイスにより振幅を5倍に増加したピエゾアクチュエータを新たに採用した。ディンプル底面の最大振幅が0.5mmとなるアクティブディンプルを作製し、二次元流路に装着し、ディンプルにより誘起される二次流れを画像処理流速計により計測し、周期流れの動的な挙動を明らかにした。さらに、アクティブディンプルをディフューザ剥離流れに適用し、再付着距離ならびに剥離せん断層の成長促進を高速度ビデオカメラで観察し、併せて壁面静圧回復係数より、アクティブディンプルの有効性を確認し、せん断層の成長促進に有効な周波数とディンプル底面の振幅、そしてレイノルズ数範囲を線図に纏めた。
2.各種アクチュエータにより発生する誘起流れの分類に関しては、シンセティックジェットを静止流体中とクロスフロー中に吹出した場合のジェットの渦構造をステレオ画像処理流速計により定量的に明らかにした。ここで,吹出しパラメータには、ストークス数と無次元ストローク長さを選び、巻き上がり渦や箸型きのこ渦形態と吹出しパラメータの関係を線図に表し、流れ場に適用可能なシンセティックジェットの選択を容易とする指標を提供した。
3.剥離流れの代表として、後方ステップ流れを選択し、多くの研究者により提案された剥離抑制方法とその有効性を評価し、後方ステップ剥離流れの制御に適するデバイスと適用レイノルズ数の関係を得た。さらに、アクチュエータを機能により分類し、運動量輸送型と周期性擾乱型の得失を検討し、制御用デバイスの選択基準を提案した。尚、プラズマアクチュエータについては基本特性の把握に終わり、はく離流れへの適用には至らなかった。
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