2010 Fiscal Year Annual Research Report
微細管内部における衝撃波と接触面の伝搬特性に関する実験的研究
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21760138
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology |
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Principal Investigator |
宇田川 真介 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 助教 (40469581)
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| Keywords | 流体工学 / 衝撃波 / 微細管内流れ / 無隔膜型高圧部 / レーザー差動干渉計 |
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| Research Abstract |
微細流路内部において衝撃波を伴うような流れでは、一般的な衝撃波の基礎理論と違った振る舞いをする事がよく知られているが、微細流路内部を伝播する衝撃波に関する実験は流れとセンサーの代表長さの違いから接触計測が困難である。本研究では、微細流路内部を伝播する衝撃波の特性を実験的に解明する事を目指している。
1.第一段階として実験効率及び新規性の高い作動機構を有し、1気圧以下から20気圧程度の高圧部初期圧力の範囲において作動可能な2つのピストンを有する無隔膜型高圧部を開発した。開発した無隔膜型高圧部の作動特性を評価した結果、微細流路内部に衝撃波を発生させるのに極めて適している事がわかった。
2.第二段階として、微細管内部で実際に衝撃波が伝播するかどうかを確認するため、第一段階で開発・評価した高圧部を用いて内径6mm～2mmのガラス管内部に衝撃波を伝播させ、管端部に圧力センサーを設置して管端部における反射衝撃波背後の圧力上昇を計測した。その結果内径6mm～2mmの管内で衝撃波の伝播が確認でき、管内径が小さくなるにつれて理論値と実験値の差が大きくなることがわかった。
3.第三段階として、衝撃波の伝播特性を実験的に明らかにするため、管の任意の位置で衝撃波を検出できるような、非接触計測法の開発を行った。開発したレーザー差動干渉計システムを用いて、ある任意の位置で計測を行った結果、衝撃波の伝播速度及び密度変化を検出する事ができ、パラメトリックな実験を行う上で極めて有用なことがわかった。
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