2021 Fiscal Year Research-status Report
Study of interactions between micro-dimples under fluid lubrication and its application for design of ultra-high performance fluid bearings
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21K03842
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| Research Institution | Kanto Gakuin University |
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Principal Investigator |
宮永 宜典 関東学院大学, 理工学部, 教授 (00547060)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富岡 淳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40217526)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 流体潤滑 / ディンプル軸受 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，マイクロディンプル周りの潤滑油流れ，流体潤滑特性に及ぼすディンプル同士のばらつきや相互作用の影響を明らかにし，これまでにない低摩擦・高負荷容量・高剛性を有する流体軸受の実現に向けた基礎から応用までの研究を行う．そのために，PIV法やCFD解析といった流体工学分野の手法をも取り入れながら，流体潤滑問題としてのテクスチャ表面の決定論的・統計論的な新しいモデリング，テクスチャを有する流体軸受油膜の静・動特性評価，テクスチャの最適化による，低摩擦，高負荷容量，高動剛性な流体軸受の開発．
などに取組む．このことは，単に理想的なモデルで油膜力や剛性の大きなテクスチャ表面の一例を提示するだけではなく，個々のディンプルにおける流体潤滑特性のばらつきや相互作用を考慮した理論を構築し，それを流体軸受設計に応用することを意味し，産業応用を一層拡大し，持続可能社会に貢献することができる．
本研究の目的は，
(1)マイクロディンプル周りの潤滑油流れ，流体潤滑特性に及ぼすディンプル同士のばらつきや相互作用の影響を明らかにする．(2)(1)の知見をもとに，低摩擦・高負荷容量・高剛性を有する流体軸受の設計法を確立する．そのために，PIV法やCFD解析といった流体工学分野の手法をも取り入れながら，具体的には下記について取り組む．
(1) ディンプル周りの流れの可視化・静特性評価，(2) テクスチャを有する流体軸受油膜の動特性評価，(3) テクスチャを有する流体軸受の潤滑・振動解析，(4) 流体軸受を想定したテクスチャ表面の最適化
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は，研究期間（３年間）の前半１／３に予定していた，ディンプル部でのキャビテーション現象の観察および流れ解析をおこなうことができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は，研究期間の２年目ということで，ディンプル軸受の油膜特性に注目して，実験と解析の両面から検討を進める．
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| Causes of Carryover |
実験が順調に進んだこと，さらにコロナ禍において，学会や研究会がオンラインとなり，出張費がかからなかったことがあげられる．昨年度に参加できなかった分，次年度に同用途で使用する計画である．
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