2013 Fiscal Year Research-status Report
電気流体力学現象を利用する機器の性能予測と高性能化に関する研究
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25420088
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
柳田 秀記 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90166554)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 電気流体力学 / 電荷注入 / 数値シミュレーション / EHDポンプ |
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| Research Abstract |
電気流体力学現象を利用する機器の高性能化のためには，数値シミュレーションによる性能予測精度の向上が不可欠である．そのためには，(1)電荷注入領域の特定，(2)イオン移動度の推定，(3)注入電荷密度の定式化が必須である．H25年度は，3種類の液体と2種類の2次元電極形状を用いてこれらの解明に取組んだ．採用した電極形状は，正方形断面の棒状電極系と円筒-平板電極系である．電極間電位分布の計測とPIV法による流れ場の可視化実験を行うとともに，電荷注入領域とイオン移動度の値を種々変えて数値シミュレーションを行い，測定結果との比較を行った．これにより，以下のことが推定された．(i)矩形断面の棒状電極対のように電界が局所的に高くなる点が複数ある場合，電荷はそれらの場所のみから，それらの場所の電界の強さにほぼ比例して注入される．(ii)円筒-平板電極系のように円筒電極（注入電極）の表面の電界が緩やかに変化する場合は，円筒電極上の最大電界強度の点とその周辺の限られた場所から電荷が注入される．(iii)実験の範囲内では，注入電荷密度は注入場所の電界強度と閾値電界強度の差に比例するとみなせる．しかしながら，実験装置の都合から印加電圧が比較的低い範囲に限定されており，より高電界域においても(iii)の結果が成立するか否か今後調査を行う．また，実効的なイオン移動度の値やその推定方法については，H25年度の範囲では有効な結果が得られておらず，H26年度に比重を高めて取り組む．
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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
取り組んだ3項目の課題のうち2項目で有益な結果を得ることができている．1項目では十分な結果が得られていないが，おおむね順調に進展していると判断できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
H25年度の研究項目を継続して取り組んでいくが，H26年度は3次元形状電極も取り上げ，電荷注入領域および注入電荷密度の定式化についての知見を得る．また，イオン移動度の実効的な値の推定方法について検討するとともに，数値シミュレーション精度の向上を図る．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
実験用消耗品の購入額が予定額より少し少額で済んだこと，ならびに，情報収集のための調査旅費が都合が合わず予定したより少なくなったため，次年度に14万円ほど繰り越すこととなった．
試験液体の購入，ならびに，情報収集および成果発表のための旅費として使用する．
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