2012 Fiscal Year Annual Research Report
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22560176
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
木村 元昭 日本大学, 理工学部, 教授 (70204998)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 噴流 / 噴流制御 / DBDプラザマアクチュエータ |
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| Research Abstract |
本研究は噴流にDBD(Dielectric Barrier Discharge)プラズマアクチュエータによる誘導流を印加することで，噴流初期領域の不安定性に影響を与え，噴流拡散の元となる渦輪発生を制御して噴流の拡散制御を目的とした．
電極は向心型と同軸型の2 種類を用いた．向心型はノズル出口面に厚さ125μmのポリイミドシート両面にエッチングによる銅電極を配置しノズル出口同心に貼り付けた．電極は直径31，41，61mm，幅2mmである．同軸型は円筒電極をノズル出口内面と同軸となるように設置した．内電極高さを2mmとし，外電極は内電極の3，5，10倍の高さとした．印加電圧4kV～8kV，周波数4kHz～20kHzの交流電圧を加えプラズマを発生させた．レーザーシート法による可視化，PIVによる2次元速度分布解析，および熱線流速計による実験的手法を用いた．供給された空気は流量計測後，シーディング粒子を添加し出口直径10mmの先細ノズルより大気中に噴出された．噴出レイノルズ数は1000および2000である．
次の知見を得た．向心型では，印加する電圧の増大は噴流の縮流効果を強め，周波数の増大は拡散効果を拡大する．また，電極直径を大きくすると縮流効果を与える位置がノズルから離れ，縮流効果が小さくなり，逆に電極直径が小さい場合は縮流効果が強くなる．
同軸型では，プラズマ発生により噴流の不安定となる個所がノズルに接近することから早期に拡散混合が行われる．外電極長さが短いほど拡散効果が強くなる．印加周波数を高くすると拡散効果が強くなる．また，誘導流により噴流外周部が加速され，中央部が減速する噴出速度分布となる．さらに，噴出直後よりケルビン・ヘルムホルツ不安定性が増強されることから，噴出直後に渦輪の形成と崩壊が生じ，拡散効果が増強し，噴流の速度ポテンシャルコアを極端に短縮することができる．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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